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复旦团队创始新存储技术:10纳秒写入速度,按需定制有效期

2018-04-17 19:24
近日,复旦年夜学微电子学院传授张卫、周鹏团队实现了拥有推翻性的二维半导体准非易失存储原型器件,创始了第三类存储技术,办理了国际半导体电荷存储技术中 写入速度 与 非易失性 不易兼得的难题。 北京时间4月10日,有关就业以《用于准非易失应用的范德瓦尔斯布局半浮栅存储》( A semi-floating gate memory based on van der Waals heterostructures for quasi-nonvolatile applications )为题在线宣布于《天然 纳米技术》。 目前半导体电荷存储技术主要有两类,第一类是易失性存储,好比打算机中的内存,失落电后数据会立即消失;第二类是非易失性存储,好比人们常用的U盘,在写入数据后没有需额外能量可保存10年。后者可在几纳秒左右写入数据,第二类电荷存储技术必要几微秒到几十微秒才能把数据保存下来。 此次研发的新型电荷存储技术,既满意了10纳秒写入数据速度,又实现了按需定制(10秒-10年)的可调节数据准非易失特性。这种全新特性不仅在高速内存中得以极年夜低落存储功耗,同步还得以实现数据有效期截至后天然消失,在特殊应用场景办理了保密性和传输的争执。 用于准非易失应用的范德瓦尔斯布局半浮栅存储。 二维材料的新组合在此中发扬了关键作用。 这项研究立异性地选择了多重二维材料堆叠构成了半浮栅布局晶体管:二硫化钼、二硒化钨、二硫化铪区别用于开关电荷输运和储存,氮化硼作为隧穿层,制成阶梯能谷布局的范德瓦尔斯异质结。 周鹏介绍,选择这几种二维材料,将足够发扬二维材料的富厚能带特性, 一有些如同一道可随手开关的门,电子易进难出;另一有些则像以面密不透风的墙,电子不易进出。对 写入速度 与 非易失性 的调节,就在于这两有些的比例。 写入速度比目前U盘快10000倍,数据刷新时间是内存技术的156倍,并且具有卓越的调节性,得以实现遵照数据有效时间需求谋划存储器布局 颠末测试,研究人员发明这种基于全二维材料的新型异质结能够实现全新的第三类存储特性。 2017年,团队在Small上报道了利用二维半导体的富厚能带布局特性办理电荷存储技术中的 过擦除 现象。后续在存储器研究中,团队发明,当利用二维半导体实现新型布局存储后,会有更多 奇异新特性 。 二维材料发端于石墨烯的发明,在平面内存在强有力的化学键键合,而层与层之间则依靠分子间作用力堆叠在一起。因而,二维材料得以博得单层的拥有完美界面特性的原子级别晶体。同步它是一个兼有导体、半导体和绝缘体的完好系统。 这对集成电路器件进一步微缩并提高集成度、稳定性以及开发新型存储器均有着巨年夜潜力,是低落存储器功耗和提高集成度的崭新路径。基于二维半导体的准非易失性存储器可在年夜尺度合成技术根本上实现高密度集成,将在极低功耗高速存储、数据有效期自由度利用等多规模发扬重年夜作用。

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