科學(xué)家利用二維材料六方氮化硼 成功研制出電子存儲器
2017-08-03 13:26:23
「二維材料」是指電子僅可在兩個維度的非納米尺度（1-100nm）上自由運(yùn)動（平面運(yùn)動）的材料，如納米薄膜、超晶格、量子阱。
當(dāng)這些層狀二維材料堆疊在一起的時候，會顯現(xiàn)出新的電氣、光學(xué)、熱學(xué)特性。所以，因?yàn)槎S材料有助于提高電子設(shè)備的容量，所以最近學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界對于二維材料的興趣都不斷攀升。其中，石墨烯便是一種典型的二維材料。
「RRAM」是基于一種新型半導(dǎo)體材料，根據(jù)施加在其上的電壓不同，使材料的電阻在高阻態(tài)和低阻態(tài)間發(fā)生相應(yīng)變化，從而開啟或阻斷電流流動通道，允許或者拒絕電子流過的兩種形式，相應(yīng)地分別代表數(shù)字“0”或者“1”，利用這種性質(zhì)可以制成儲存各種信息的存儲器。
另外，RRAM又稱為憶阻器。憶阻器，英文名 “Memristor” 是英文 Memory（記憶）和 Resistor（電阻）兩個詞的混成詞，顧名思義它和記憶以及電阻都有關(guān)系，最早提出憶阻器概念的人，是任教于美國柏克萊大學(xué)的華裔科學(xué)家蔡少棠，時間是 1971 年。蔡教授推斷在電阻、電容和電感器之外，應(yīng)該還有一種組件，代表著電荷與磁通量之間的關(guān)系。
研究簡介
這項(xiàng)創(chuàng)新研究的小組由 Mario Lanza 博士領(lǐng)銜。他是國家“千人計(jì)劃”青年人才，出生于西班牙巴塞羅那，現(xiàn)在在中國蘇州大學(xué)做研究。目前，他正致力于調(diào)查層狀介電材料的特性。
在他最近發(fā)表于《先進(jìn)功能材料 》的論文中，Lanza 教授和同事們使用多層六方氮化硼作為電介質(zhì)，設(shè)計(jì)了一組阻變式存儲器(RRAM)。
然而，這種專利設(shè)備顯示出在操作電壓低至0.4伏、電流開關(guān)比率高達(dá)1,000,000、期望記憶時間超過10小時、同時具有“循環(huán)至循環(huán)”和“設(shè)備至設(shè)備”的變化性的條件下，可形成自由雙極和閾值類型的電阻開關(guān)(RS)。
RS 由多晶的六方氮化硼堆棧中的晶粒邊界驅(qū)動（GBs）驅(qū)動，它讓離子可以從相鄰的電極進(jìn)行滲透。B空缺的產(chǎn)生會促進(jìn)這種作用，B空缺在GBs中更加豐富。
這項(xiàng)研究和麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)和哈佛大學(xué)一起合作開展。這項(xiàng)研究成果對于開發(fā)二維材料制成的數(shù)字電子設(shè)備起著至關(guān)重要的作用。