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科学家利用二维材料六方氮化硼 成功研制出电子存储器

2017-08-03 13:26:23

「二维材料」是指电子仅可在两个维度的非纳米尺度(1-100nm)上自由运动(平面运动)的材料,如纳米薄膜、超晶格、量子阱。
 
当这些层状二维材料堆叠在一起的时候,会显现出新的电气、光学、热学特性。所以,因为二维材料有助于提高电子设备的容量,所以最近学术界和产业界对于二维材料的兴趣都不断攀升。其中,石墨烯便是一种典型的二维材料。
「RRAM」是基于一种新型半导体材料,根据施加在其上的电压不同,使材料的电阻在高阻态和低阻态间发生相应变化,从而开启或阻断电流流动通道,允许或者拒绝电子流过的两种形式,相应地分别代表数字“0”或者“1”,利用这种性质可以制成储存各种信息的存储器。
 
另外,RRAM又称为忆阻器。忆阻器,英文名 “Memristor” 是英文 Memory(记忆)和 Resistor(电阻)两个词的混成词,顾名思义它和记忆以及电阻都有关系,最早提出忆阻器概念的人,是任教于美国柏克莱大学的华裔科学家蔡少棠,时间是 1971 年。蔡教授推断在电阻、电容和电感器之外,应该还有一种组件,代表着电荷与磁通量之间的关系。
研究简介
 
这项创新研究的小组由 Mario Lanza 博士领衔。他是国家“千人计划”青年人才,出生于西班牙巴塞罗那,现在在中国苏州大学做研究。目前,他正致力于调查层状介电材料的特性。
 
在他最近发表于《先进功能材料 》的论文中,Lanza 教授和同事们使用多层六方氮化硼作为电介质,设计了一组阻变式存储器(RRAM)。
然而,这种专利设备显示出在操作电压低至0.4伏、电流开关比率高达1,000,000、期望记忆时间超过10小时、同时具有“循环至循环”和“设备至设备”的变化性的条件下,可形成自由双极和阈值类型的电阻开关(RS)。
 
RS 由多晶的六方氮化硼堆栈中的晶粒边界驱动(GBs)驱动,它让离子可以从相邻的电极进行渗透。B空缺的产生会促进这种作用,B空缺在GBs中更加丰富。
 
这项研究和麻省理工学院、斯坦福大学和哈佛大学一起合作开展。这项研究成果对于开发二维材料制成的数字电子设备起着至关重要的作用。

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