在國際半導體電荷存儲技術上,「寫入速度」、「非易失性」一直難兩全,但上海復旦大學微電子學院教授張衛、周鵬的研究團隊,卻完成顛覆性的二維半導體準非易失性儲存原型器件,不僅讓隨身碟的數據寫入加快1萬倍,資料儲存時間更可自行決定。
目前半導體電荷儲存技術主要有兩類,第一是「易失性存儲」,如電腦內存,只要失去電源後,數據會立即消失;第二是「非易失性存儲」,像民眾常用的USB隨身碟,寫入數據後無需額外能量,就能保存10年。前者可在幾奈秒內寫入數據,後者則需幾微秒到幾十微秒,才能將數據保存下來。
數據儲存時間可自定
新華社指出,上海復旦的教授張衛、周鵬團隊,成功研發具顛覆性二維半導體準非易失存儲原型器件,不僅開創第3類儲存技術,寫入速度也比USB隨身碟快1萬倍;此外,數據儲存時間更可自行決定。
上海復大團隊研發的新型電荷儲存技術,不僅可在10奈秒寫入數據,也能按需要定製「10秒至10年」的可調控數據準非易失性。簡單來說,這種特性在高速存取數據時,不僅降低儲存功耗,也能實現數據達有效期限後,就自然消失,一舉解決傳輸、保密的困擾。
電子易進難出更穩定
為研發兩種性能兼得的新型電荷儲存技術,該團隊選擇多重二維半導體材料,並堆疊構成半浮柵結構晶體管。其中二氧化鉬和二硒化鎢,就像隨手可關的門,讓電子易進難出,控制電荷輸送;氮化硼是絕緣層,像密不透風的牆,使電子難以進出;而二硫化鉿則為儲存層,用來保存數據。
周鵬補充,只要調整「門」和「牆」的比例,就能實現「寫入速度」和「非易失性」的調控。
此外,二維材料也可獲單層具完美介面特性的原子級別晶體。這對積體電路物件的微縮、提高集成度、穩定性,及開發新型儲存器都有幫助,是降低儲存器功耗和提高集成度的新途徑。(記者/黃冠智)