復(fù)旦團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)新存儲(chǔ)技術(shù)：10納秒寫入速
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時(shí)間：2018-04-11 15:07:07.0
近來，復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院教授張衛(wèi)、周鵬團(tuán)隊(duì)完成了具有顛覆性的二維半導(dǎo)體準(zhǔn)非易失存儲(chǔ)原型器材，創(chuàng)始了第三類存儲(chǔ)技能，處理了世界半導(dǎo)體電荷存儲(chǔ)技能中“寫入速度”與“非易失性”難以兼得的難題。
現(xiàn)在半導(dǎo)體電荷存儲(chǔ)技能主要有兩類，第一類是易失性存儲(chǔ)，例如計(jì)算機(jī)中的內(nèi)存，掉電后數(shù)據(jù)會(huì)當(dāng)即消失；第二類對錯(cuò)易失性存儲(chǔ)，例如人們常用的U盤，在寫入數(shù)據(jù)后無需額外能量可保存10年。前者可在幾納秒左右寫入數(shù)據(jù)，第二類電荷存儲(chǔ)技能需求幾微秒到幾十微秒才能把數(shù)據(jù)保存下來。
此次研發(fā)的新式電荷存儲(chǔ)技能，既滿足了10納秒寫入數(shù)據(jù)速度，又完成了按需定制(10秒-10年)的可調(diào)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)非易失特性。這種全新特性不僅在高速內(nèi)存中可以極大下降存儲(chǔ)功耗，一起還可以完成數(shù)據(jù)有用期截止后天然消失，在特別應(yīng)用場景處理了保密性和傳輸?shù)膶αⅰ?/div>
“這項(xiàng)研討立異性地挑選了多重二維資料堆疊構(gòu)成了半浮柵結(jié)構(gòu)晶體管：二硫化鉬、二硒化鎢、二硫化鉿別離用于開關(guān)電荷輸運(yùn)和貯存，氮化硼作為隧穿層，制成階梯能谷結(jié)構(gòu)的范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)。”周鵬介紹，挑選這幾種二維資料，將充分發(fā)揮二維資料的豐厚能帶特性，“一部分好像一道可隨手開關(guān)的門，電子易進(jìn)難出；另一部分則像以面密不透風(fēng)的墻，電子難以進(jìn)出。對‘寫入速度’與‘非易失性’的調(diào)控，就在于這兩部分的份額。”
寫入速度比現(xiàn)在U盤快10000倍，數(shù)據(jù)刷新時(shí)刻是內(nèi)存技能的156倍，而且具有卓越的調(diào)控性，可以完成依照數(shù)據(jù)有用時(shí)刻需求設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)……通過測驗(yàn)，研討人員發(fā)現(xiàn)這種根據(jù)全二維資料的新式異質(zhì)結(jié)可以完成全新的第三類存儲(chǔ)特性。
2017年，團(tuán)隊(duì)在Small上報(bào)導(dǎo)了使用二維半導(dǎo)體的豐厚能帶結(jié)構(gòu)特性處理電荷存儲(chǔ)技能中的“過擦除”現(xiàn)象。后續(xù)在存儲(chǔ)器研討中，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用二維半導(dǎo)體完成新式結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)后，會(huì)有更多“奇異新特性”。
二維資料發(fā)端于石墨烯的發(fā)現(xiàn)，在平面內(nèi)存在強(qiáng)有力的化學(xué)鍵鍵合，而層與層之間則依托分子間作用力堆疊在一起。因此，二維資料可以獲得單層的具有完美界面特性的原子等級晶體。一起它是一個(gè)兼有導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體的完好體系。
這對集成電路器材進(jìn)一步微縮并進(jìn)步集成度、穩(wěn)定性以及開發(fā)新式存儲(chǔ)器都有著巨大潛力，是下降存儲(chǔ)器功耗和進(jìn)步集成度的簇新途徑。根據(jù)二維半導(dǎo)體的準(zhǔn)非易失性存儲(chǔ)器可在大標(biāo)準(zhǔn)組成技能基礎(chǔ)上完成高密度集成，將在極低功耗高速存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)有用期自由度使用等多范疇發(fā)揮重要作用。
