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剪裁数据无效期!复旦大学开创研发第三类存储

  优发国际,近日,复旦大学微电子学院传授张卫、周鹏团队实现了具有性的二维半导体准非易失存储原型器件,开创了第三类存储手艺,处理了国际半导体电荷存储手艺中“写入速度”与“非易失性”难以兼得的难题。4月9日,相关工作以《用于准非易失使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

  据领会,目前半导体电荷存储手艺次要有两类,第一类是易失性存储,例如计较机中的内存,掉电后数据会当即消逝;第二类易失性存储,例如人们常用的U盘,在写入数据后无需额外能量可保留10年。前者可在几纳秒摆布写入数据,第二类电荷存储手艺需要几微秒到几十微秒才能把数据保留下来。

  此次研发的新型电荷存储手艺,既满足了10纳秒写入数据速度,又实现了按需定制(10秒-10年)的可调控数据准非易失特征。这种全新特征不只在高速内存中能够极大降低存储功耗,同时还能够实现数据无效期截止后天然消逝,在特殊使用场景处理了保密性和传输的矛盾。

  “这项研究立异性地选择了多重二维材料堆叠形成了半浮栅布局晶体管:二硫化钼、二硒化钨、二硫化铪别离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。”周鹏引见,选择这几种二维材料,将充实阐扬二维材料的丰硕能带特征。“一部门如统一道可随手开关的门,电子易进难出;另一部门则像以面密欠亨风的墙,电子难以进出。对‘写入速度’与‘非易失性’的调控,就在于这两部门的比例。”

  写入速度比目前U盘快10000倍,数据刷新时间是内存手艺的156倍,而且具有杰出的调控性,能够实现按照数据无效时间需求设想存储器布局……颠末测试,研究人员发觉这种基于全二维材料的新型异质结可以或许实现全新的第三类存储特征。2017年,团队在Small道了操纵二维半导体的丰硕能带布局特征处理电荷存储手艺中的“过擦除”现象。后续在存储器研究中,团队发觉,当操纵二维半导体实现新型布局存储后,会有更多“奇异新特征”。

  二维材料发端于石墨烯的发觉,在平面内具有强无力的化学键键合,而层与层之间则依托间感化力堆叠在一路。因而,二维材料能够获得单层的具有完满界面特征的原子级别晶体。同时它是一个兼有导体、半导体和绝缘体的完全体系。这对集成电器件进一步微缩并提高集成度、不变性以及开辟新型存储器都有着庞大潜力,是降低存储器功耗和提高集成度的簇新路子。基于二维半导体的准非易失性存储器可在大标准合成手艺根本上实现高密度集成,将在极低功耗高速存储、数据无效期度操纵等多范畴阐扬主要感化。

  从手艺定义、布局模子到机能阐发的全过程,这项科学冲破均由复旦大学科研团队完成。团队安身本土,扎根中国大地,取得了国际大将来存储手艺范畴的一项主要科学冲破,并在《天然·纳米手艺》以长文形式颁发。

  复旦大学微电子学院博士研究生刘春森和指点教师周鹏传授为配合第一作者,张卫传授和周鹏传授为通信作者,复旦大学公用集成电与系统国度重点尝试室为独一单元。该项工作获得了国度天然科学基金优良青年项目和重点研究项目标支撑。