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我科学家创第3类存储技术 写入速度比U盘快1万倍
时间: 2018-05-05 17:01      点击:

最近 ,复旦大学微电子学院教授张伟和周鹏实现了一种颠覆性的二维半导体准非易失性存储原型器件 ,并创造了第三种存储技术,比现有的U盘快10,000倍。数据存储时间也取决于您。这解决了国际半导体电荷存储技术中“写入速度”和“非易失性”的难题。

据了解 ,半导体电荷存储技术有两种主要类型 ,第一种是易失性存储,如计算机中的存储器,电源故障后数据会立即消失;第二种类型是非易失性存储,例如人们常用的U盘在写入数据后可以存储10年而无需额外的能量  。前者可以在几纳秒内写入数据,第二种类型的电荷存储技术需要几微秒到几十微秒来保存数据 。

这次开发的新型电荷存储技术满足10纳秒写入数据速度和按需(10秒 - 10年)可调数据准非易失性特性 。这一新特性不仅大大降低了高速存储器的存储功耗  ,而且消除了数据有效期的自然过期 ,解决了特殊应用场景中机密性与传输之间的矛盾 。

该研究创新性地选择多层二维材料以形成半浮栅晶体管:二硫化钼 ,二硒化钨和二硫化锑用于转换电荷传输和存储 ,以及氮化硼作为隧道层 。范德瓦尔斯异质结被制成阶梯式谷结构。

“选择这些二维材料将充分发挥二维材料丰富的带特性。有些像门一样可以轻松打开和关闭,电子很容易进入;另一部分是就像一堵不可穿透的墙,电子很难进入和退出 。“写入速度”和“非波动性”的调节取决于这两部分的比例。“周鹏说。

写入速度比当前U盘快10,000倍,数据刷新时间是存储器技术的156倍,并且具有良好的调节性,可以根据数据有效时间要求设计存储器结构。经过测试 ,研究人员发现这一基于全新二维材料的异质结能够实现新的III类存储功能 。

研究人员表示,基于二维半导体的非易失性存储器可以实现基于大规模合成技术的高密度集成,并将在极低功耗高速存储和数据有效期等许多领域发挥重要作用。

该科学突破由复旦大学研究团队独立完成,复旦大学ASIC与系统国家重点实验室为唯一单位。这项工作得到了国家自然科学基金会优秀青年项目和重点研究项目的支持 。