上海科学家20年研制推开“未来存储器”大门

2021-12-26 18:11:47 文章来源:网络

▲科研人员在实验室工艺**上制备单质碲开关器件。

智能时代对海量数据、超快运算的要求不断提升,体积更小、耗电更省、寿命更长的“未来存储器”也成为业界的一大研发重点。**科学院上海微系统与信息技术研究所宋志棠研究团队经过20年的不懈努力,研制出了一种单质碲新型存储开关器件,其**能稳定、漏电量小、寿命长,展现出十分诱人的应用前景。**新出版的国际著名学术期刊《科学》报道了这一“前所未有的”基础研究成果。

大到数据中心,小到小小芯片,都离不开动态内存(DRAM)。现在通用的DRAM有一个致命缺点,那就是怕断电——一旦断电,内存中的数据就会瞬间消失,再也找不回来。虽然也有可随时保存数据的闪存(FLASH),但数据擦写、读取都很慢,科学家总希望找到一种更**的下**存储器。

相变存储器(PCM)就是这样一种理想的存储器:它通过电流和电场的开关,让存储材料在晶态和非晶态间切换。一开一关改变的是材料的物理状态,即使断电,这种状态也不会消失,同时还可快速擦写。以100兆数据搜索为例,用PCM只需1秒,比传统存储器快了19倍,而100兆的数据量相当于一部《二十五史》的信息量。

随着数字经济、5G、物联网、人工智能的兴起和发展,数据**发式增长,人类社会正步入到以大数据为特征的智能化时代,这对信息存储和处理带来极大挑战。PCM也从**向三维发展,制造工艺对三维PCM(3D PCM)材料提出了更为苛刻的要求。早在2002年,宋志棠就开始关注这个方向。他的课题组从2003年开始不断寻找适合做3D PCM的相变材料和开关材料。

“当全世界寻找的开关材料越来越复杂,我们却想反其道而行之。”2017年,宋志棠的**朱敏结束德国“洪堡学者”访学项目归国,加入研究组,开始重新审视一种广为人知的半导体材料——碲。朱敏研究员解释,材料组成越复杂,在纳米尺度上就越难做得均匀,这样就制约了3D PCM的寿命和存储密度的提升。他们在实验中发现,单质碲竟然还有着尚未被人们察觉的特**:它可以在-10℃至400℃的宽广温度范围内,在电压作用下,在具有半导体特**的晶态与具有类金属特**的液态之间快速切换,从而形成肖特基结或欧姆接触。

由于单质碲材料**简单,液态时电阻跟金属一样低,故而驱动电流强大、**能稳定,开关寿命可长达1亿多次,且漏电量小。而且,单质碲的沉积无需高温,这对于存储器的3D层叠加工至关重要。

经过四年多攻关,研究组在世界上首创了新型单质碲存储开关器件。《科学》杂志高级编辑布伦特·格罗乔斯基以“单质开关”为题发表**认为,这种纯碲器件“能够进行快速的相转变”“为避免多元素相变材料引发的问题,提供了十分吸引人的应用前景”。意大利**研究委员会微电子和微系统所教授拉法埃拉·卡拉尔科认为,宋志棠、朱敏等研究人员的成果是“前所未有的”,“为实现晶态单质开关器件提供了稳健的方法,也为3D PCM的研发提供了新视角”。

“接下来,我们将进行大量工程化验证。”宋志棠表示,一旦工程化验证完成,该技术将有更明确的市场方向。同时他们相信,“固液开关理论”也将成为相变存储领域中一个重要的创新方向。

作者:许琦敏

编辑:施薇

来源:文汇网

12月25日16点,深圳书城VIP会员专场活动“名家领读”年末特别场咖啡体验活动在南山书城2楼举行。活动由深圳出版集团主办,深圳出版集团会员事业部和深圳书城南山城实业有限公司承办。

近年来,随着大众对咖啡需求的不断增加,咖啡已融入城市生活的日常,成为文化生活的一部分。无论是好友小聚、学习办公,亦或街头散步,总能见到咖啡的身影。本次年末活动特别邀请了咖啡行业从业多年,拥有SCA咖啡师技能中级、SCA咖啡感官品鉴中级的樊莉娅**士作为分享嘉宾,为大家带来关于咖啡的前世今生、咖啡与书籍电影的关系与交融、咖啡礼仪演示与学习、各庄园咖啡口味、如何挑选及保存咖啡、咖啡调制方法等内容的****分享。同时,通过现场冲泡体验、文学诗句朗诵等环节,会员们也得以尽情放松身心,细心品味文学、音乐、书籍与咖啡的交融,享受了一场集视觉、嗅觉、味觉、触觉、听觉为一体的的全感官之旅。

据悉,“名家领读”系列活动是由深圳出版集团主办,深圳出版集团会员事业部邀请各领域名家共同**心打造的重要文化品牌活动,同时也是出版集团向知识服务商转型的重要项目。活动结合出版集团优质的文化资源和良好的线下体验场景等知识服务优势,将邀请文学、历史、金融、**学、影视等不同行业知名人士作为主讲嘉宾,以对谈、讲座、实地探访等多种形式分享大众关心的热门话题,为深圳书城会员提供更多元、**准、深入的文化服务体验。

来源:九派**

上一篇:*资源一号卫星家族再添一员 具备广视、透视、*视能力

下一篇:最后一页
本站所刊登的各种资讯﹑信息和各种专题专栏资料,均为江门都市在线版权所有,未经协议授权禁止下载使用。

Copyright © 2000-2020 All Rights Reserved