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新一代存储器材料又有新突破
2019-05-24 来源:华强微电子 点击
关键词:铁酸铋

  新一代存储器材料又有新突破!台成功大学物理系研究团队最新发表存储器新材料「铁酸铋(BiFeO3)」操控方式,相关研究成果本月初获刊载于国际顶尖期刊「自然材料」(Nature Materials)。

  研究团队预期,应用于人工智能发展与云端运算,更可减少读取资料的延迟时间,大幅加快演算速度,可望在未来微缩化多功能纳米元件的趋势中,带来革命性的突破。

  根据研究资料,铁酸铋(BiFeO3)是在一个存储单元中可同时具有高达8种逻辑状态(0-7)的多位元存储器材料,比起传统只能存储0与1的单位元存储器,可大幅地提升储存信息的密度。

  据悉,研究团队成功开发新颖光学技术,可进行非接触性的特性控制,应用这类材料与相关光控技术,现有存储器体积可被大幅地缩小,耗能也将近一步降低。

  传统硬盘与存储器器基础单位为0与1的组合,受此限制,基础存储单元只能靠不断缩小元件尺寸才能提高存储器密度,在开发上始终会达到极限。

  成大团队教授陈宜君指出,以磁性金属薄膜为主材料的传统硬盘为例,只具有一个铁磁有序性,用以纪录0与1的信息。而多铁性材料铁酸铋的存储单元为材料内自发的电偶极矩与电子自旋排列方向,存储单元理论上可达次纳米尺度,且可在同一点存在多个存储状态,即同时包含电、磁与反铁磁有序,组合上可一次纪录8组信息于单个储存单元中。

  她指出,相较于现今商用非挥发性存储器仍有断电长时间后会损失资料的问题,多铁性材料的存储状态更加稳定。

  成大研究团队这次研究最重要的突破,在于赋予该材料全光控的优势,由于光是交变的电磁波,因此在传统经验中,光无法对材料产生多组态的存储调变。

  研究团队助理教授杨展其也表示,团队所提出的关键光控技术,可利用光照产生的局部形变进而控制铁酸铋中的多位元存储组态。利用光学写入技术的存储器不需任何借助任何金属电极与复杂的元件制程,充分体现“材料即元件”的构想,不只提升了信息存储效益,也为新一代存储器开发带来全新的思考方式,使该材料可被直接导入如量子储存,量子通讯等结合尖端光学技术的跨领域科技。


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