混合相变忆阻器带来新的计算可能性
通过战略性地对单层原子一样薄的材料进行应变,罗切斯特大学的科学家们开发出了一种新型计算存储器,它既快速、密集又低功耗。研究人员在《自然电子》杂志上发表的一项研究中概述了他们的新型混合电阻开关。
该方法由电气和计算机工程以及物理学助理教授StephenM.Wu的实验室开发,结合了用于存储器的两种现有电阻开关形式的最佳品质:忆阻器和相变材料。人们已经探索了这两种形式相对于当今最流行的存储器形式(包括动态随机存取存储器(DRAM)和闪存)的优势,但它们也有其缺点。
Wu表示,忆阻器将电压施加到两个电极之间的细丝上,与其他形式的存储器相比,其可靠性往往相对较低。与此同时,相变材料涉及选择性地将材料熔化成非晶态或晶态,需要太多的能量。
“我们将忆阻器和相变器件的想法结合起来,超越了这两种器件的局限性,”吴说。“我们正在制作一种两端忆阻器器件,它将一种类型的晶体驱动为另一种类型的晶相。这两种晶相具有不同的电阻,然后您可以将其存储为存储器。”
关键是利用二维材料,这些材料可以被拉伸到不稳定地位于两个不同晶相之间的程度,并且可以用相对较小的功率向任一方向推动。
吴说:“我们基本上只是在一个方向拉伸材料并在另一个方向压缩它来设计它。”“通过这样做,你可以将性能提高几个数量级。我看到了一条最终可能作为一种超快和超高效的内存形式出现在家用计算机中的路径。这可能会对一般计算产生重大影响。”
吴和他的研究生团队进行了实验工作,并与罗切斯特机械工程系的研究人员(包括助理教授HesamAskari和SobhitSingh)合作,以确定在何处以及如何过滤材料。吴表示,制造相变忆阻器的最大障碍是继续提高其整体可靠性,但尽管如此,他仍然对团队迄今为止取得的进展感到鼓舞。
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