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來(lái)源：新華社 近日，復旦大學(xué)微電子學(xué)院教授張衛、周鵬團隊實(shí)現了具有顛覆性的二維半導體準非易失存儲原型器件，開(kāi)創(chuàng )了第三類(lèi)存儲技術(shù)，寫(xiě)入速度比目前Ｕ盤(pán)快一萬(wàn)倍，數據存儲時(shí)間也可自行決定。這解決了國際半導體電荷存儲技術(shù)中“寫(xiě)入速度”與“非易失性”難以兼得的難題。 北京時(shí)間4月10日，相關(guān)成果在線(xiàn)發(fā)表于《自然·納米技術(shù)》雜志。 據了解，目前半導體電荷存儲技術(shù)主要有兩類(lèi)，第一類(lèi)是易失性存儲，例如計算機中的內存，掉電后數據會(huì )立即消失；第二類(lèi)是非易失性存儲，例如人們常用的Ｕ盤(pán)，在寫(xiě)入數據后無(wú)需額外能量可保存10年。前者可在幾納秒左右寫(xiě)入數據，第二類(lèi)電荷存儲技術(shù)需要幾微秒到幾十微秒才能把數據保存下來(lái)。 此次研發(fā)的新型電荷存儲技術(shù)，既滿(mǎn)足了10納秒寫(xiě)入數據速度，又實(shí)現了按需定制（10秒－10年）的可調控數據準非易失特性。這種全新特性不僅在高速內存中可以極大降低存儲功耗，同時(shí)能實(shí)現數據有效期截止后自然消失，在特殊應用場(chǎng)景解決了保密性和傳輸的矛盾。 這項研究創(chuàng )新性地選擇多重二維材料堆疊構成了半浮柵結構晶體管：二硫化鉬、二硒化鎢、二硫化鉿分別用于開(kāi)關(guān)電荷輸運和儲存，氮化硼作為隧穿層，制成階梯能谷結構的范德瓦爾斯異質(zhì)結。 “選擇這幾種二維材料，將充分發(fā)揮二維材料的豐富能帶特性。一部分如同一道可隨手開(kāi)關(guān)的門(mén)，電子易進(jìn)難出；另一部分像一面密不透風(fēng)的墻，電子難以進(jìn)出。對‘寫(xiě)入速度’與‘非易失性’的調控，就在于這兩部分的比例�！敝荠i說(shuō)。 寫(xiě)入速度比目前Ｕ盤(pán)快一萬(wàn)倍，數據刷新時(shí)間是內存技術(shù)的156倍，并且擁有卓越的調控性，可以實(shí)現按照數據有效時(shí)間需求設計存儲器結構……經(jīng)過(guò)測試，研究人員發(fā)現這種基于全二維材料的新型異質(zhì)結能夠實(shí)現全新的第三類(lèi)存儲特性。 科研人員稱(chēng)，基于二維半導體的準非易失性存儲器可在大尺度合成技術(shù)基礎上實(shí)現高密度集成，將在極低功耗高速存儲、數據有效期自由度利用等多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。 這項科學(xué)突破由復旦大學(xué)科研團隊獨立完成，復旦大學(xué)專(zhuān)用集成電路與系統國家重點(diǎn)實(shí)驗室為唯一單位。該項工作得到國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年項目和重點(diǎn)研究項目的支持。 |
