La memoria ferroelettrica ad accesso casuale (FRAM) memorizza i dati del computer utilizzando uno speciale “film ferroelettrico” che ha la capacità di cambiare rapidamente la polarità. È in grado di conservare i dati anche quando l’alimentazione non è accesa, quindi è classificata come memoria non volatile. La memoria ferroelettrica funziona senza batterie e consuma poca energia quando le informazioni vengono scritte o riscritte sul chip. Le prestazioni della memoria ad accesso casuale sono combinate con le capacità della memoria di sola lettura nella memoria ferroelettrica. Viene utilizzato per smart card e dispositivi mobili come i telefoni cellulari perché viene utilizzata poca energia e i chip di memoria sono difficili da accedere da parte di qualcuno che li manomette.
Un chip di memoria ferroelettrico funziona utilizzando un film di titranato di zirconato di piombo per alterare un campo elettrico attorno ad esso. Gli atomi nel film cambiano la polarità elettrica in positiva o negativa, o viceversa. Ciò fa sì che il film si comporti come un interruttore compatibile con il codice binario e può consentire l’archiviazione efficiente dei dati. La polarità del film rimane la stessa quando l’alimentazione è spenta, mantenendo intatte le informazioni e consentendo al chip di funzionare senza troppa energia. I chip di memoria ferroelettrici manterranno i dati anche se l’alimentazione viene improvvisamente interrotta, come in un blackout.
Rispetto alla memoria dinamica ad accesso casuale (DRAM) e alla memoria di sola lettura programmabile cancellabile elettricamente (EEPROM), la memoria ferroelettrica consuma 3,000 volte meno energia. Si stima inoltre che duri 10,000 volte di più poiché le informazioni possono essere scritte, cancellate e riscritte molte volte. Uno strato dielettrico viene utilizzato nella DRAM, ma al suo posto viene utilizzato uno strato ferroelettrico per la FRAM. La struttura dei diversi chip di memoria è per il resto molto simile.
Conosciuta anche come FeRAM, la memoria ferroelettrica può scrivere molto più velocemente di altre memorie. La velocità di scrittura è stata stimata quasi 500 volte più veloce rispetto a un dispositivo EEPROM. Gli scienziati hanno utilizzato microscopi elettronici per creare immagini dei campi elettrici sulla superficie del chip di memoria. Usando questa tecnica, possono misurare materiali che consentono di controllare la polarizzazione su scala atomica, al fine di creare chip di memoria che funzionino ancora più velocemente.
La memoria ferroelettrica è più efficiente dal punto di vista energetico rispetto ad altri tipi di memoria per computer. È anche più sicuro utilizzare e archiviare i dati perché le informazioni importanti non andranno perse facilmente. È adatto per l’uso nei telefoni cellulari e nei sistemi di identificazione a radiofrequenza (RFID). I chip di memoria possono anche riscrivere i dati molte più volte, quindi la memoria non si consuma e deve essere sostituita in un breve lasso di tempo.