Прототип сконструированных напряженных материалов - будущее устройств хранения данных

Исследователи из Сингапурского университета технологии и дизайна (SUTD) и Шанхайского института микросистем и информационных технологий сконструировали материал на основе сверхрешетки для хранения данных. Данные записываются на границах раздела слоев сверхрешетки. Когда атомы на границе раздела неупорядочены, материал обладает высоким электрическим сопротивлением, а упорядоченная граница имеет низкое электрическое сопротивление. Поскольку изменяется только граница раздела, поднабор слоев внутри материала может оставаться неизменным и кристаллическим. Это означает, что граница может быть создана с помощью непереключающихся слоев - вся структура не должна переключаться в неупорядоченное состояние. Это делает сверхрешетку отличной от неструктурированных сплавов для памяти с измененяемой фазой, таких как сплав Ge₂Sb₂Te₅.

Авторы показали в статье, опубликованной в Nano Futures, что быстрое переключение в этих наноструктурированных материалах связано с лавинным атомным переключением на границе раздела. Первый атом, который переключается, требует большого количества энергии, но последующие атомы требуют меньше энергии. По мере того как все больше атомов переключается, энергия, необходимая для переключения последующих атомов, снижается. Это приводит к экспоненциальному увеличению вероятности переключения с числом переключенных атомов.

Чжоу (Zhou) и др. показали, что энергия для переключения первого атома может быть получена путем напряжения слоя границы раздела. Исследовательская группа создала прототипы устройств памяти, использующие этот эффект, которые превосходит современные устройства памяти с фазовым переключением. Напряжение переключения, ток и время переключения существенно снижаются, а электрическое сопротивление изменяется в 500 раз.Таким образом, эти прототипы быстрее и эффективнее современных конкурирующих технологий.

Один из членов исследовательской группы, доцент Роберт Симпсон (Robert Simpson), сказал: «Устройства на сверхрешетках очень энергоэффективны. Мы предвидим, что эта технология, окажет влияние на новые архитектуры 3D-памяти, такие как Intel 3D x-point».

Сравнение электрического тока переключения и времени переключения для памяти с переключением фазы на основе напряженных границ сверхрешеток с другими современными материалами памяти с изменением фазы

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365