(原标题:这项新发现,有望杀青有储时代飞跃)
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科学家们可能不测地克服了顺利秉承下一代数据存储时代的首要扼制。
参议东谈主员暗示,他们应用一种名为硒化铟 (In2Se3) 的独有材料,发现了一种裁汰相变存储器(PCM)能量需求的时代,相变存储器是一种无需恒定电源即可存储数据的时代,其能量需求最高可裁汰 10 亿倍。
参议东谈主员在 11 月 6 日发表在《当然》杂志上的一项参议中暗示,这一冲破朝着克服 PCM 数据存储规模的最大挑战之一迈出了一步,可能为低功耗存储成立和电子产物铺平谈路。
PCM 是通用内存的首选——盘算内存,既不错替代立时存取存储器 (RAM) 等短期内存,也不错替代固态硬盘 (SSD) 或硬盘等存储成立。RAM 速率很快,但需要大都物理空间和恒定电源才调初始,而 SSD 或硬盘的密度要大得多,不错在盘算机关闭时存储数据。通用内存伙同了两者的优点。
它的职责旨趣是让材料在两种状况之间切换:晶体(原子整都成列)和非晶体(原子立时成列)。这些状况与二进制 1 和 0 关联,通过状况切换对数据进行编码。
但是,用于切换这些状况的“熔融淬火时代”——波及加热和快速冷却 PCM 材料——需要大都动力,这使得该时代本钱不菲且难以限制化。在他们的参议中,参议东谈主员找到了一种都备绕过熔融淬火进程的才略,即通过电荷指示非晶化。这大大裁汰了 PCM 的动力需求,并可能为更浅近的买卖应用绽放大门。
宾夕法尼亚大学工程学院材料科学与工程训诲、这项参议的作家Ritesh Agarwal在一份声明中暗示:“相变存储成立尚未获取浅近应用的原因之一是所需的能量。”他说,这些发现关于想象低功耗存储成立的后劲是“广宽的”。
参议东谈主员的发现取决于硒化铟的独有性质,这是一种兼具“铁电”和“压电”特点的半导体材料。铁电材料不错自觉极化,这意味着它们不错在不需要外部电荷的情况下产生里面电场。比拟之下,压电材料在战役电荷时会发生物理变形。
在测试这种材料时,参议东谈主员发现,当材料炫夸在经营电流下时,其部分会非晶化。更蹙迫的是,这是都备未必发生的。
“我那时竟然认为我可能损坏了电线,”这项参议的共同作家、宾夕法尼亚大学工程学院材料科学与工程专科的前博士生Gaurav Modi在声明中说谈。“经常情况下,你需要电脉冲来激勉任何类型的非晶化,而这里经营的电流阻碍了晶体结构,这是不应该发生的。”
进一步分析发现,半导体的特点会激勉四百四病。领先,电流会引起材料发生渺小变形,从而激勉“声学振荡”——一种近似于地震时候的声波。然后,这种声波穿过材料,将非晶化扩散到微米级区域,参议东谈主员将其比作雪崩积贮动量的机制。
参议东谈主员评释称,硒化铟的多种特点(包括其二维结构、铁电性和压电性)共同作用,使冲击激勉的非晶化进程大概以超顽劣量杀青。他们在参议中写谈,这可能为异日围绕“低功耗电子和光子应用的新材料和成立”的参议奠定基础。
阿加瓦尔在声明中暗示:“这为参议当总计这些特点伙同在一齐时材料中可能发生的结构振荡开拓了一个新规模。”
https://www.livescience.com/technology/computing/accidental-discovery-creates-candidate-for-universal-memory-a-weird-semiconductor-that-consumes-a-billion-times-less-power
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