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科學家利用二維材料六方氮化硼 成功研制出電子存儲器

2020-11-20 09:49:09

「二維材料」是指電子僅可在兩個維度的非納米尺度(1-100nm)上自由運動(平面運動)的材料,如納米薄膜、超晶格、量子阱。當這些層狀二維材料堆疊在一起的時候,會顯現出新的電氣、光學、熱學特性。所以,因為二維材料有助于提高電子設備的容量,所以最近學術界和產業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。氧化硼


「RRAM」是基于一種新型半導體材料,根據施加在其上的電壓不同,使材料的電阻在高阻態和低阻態間發生相應變化,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,相應地分別代表數字“0”或者“1”,利用這種性質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系,最早提出憶阻器概念的人,是任教于美國柏克萊大學的華裔科學家蔡少棠,時間是 1971 年。蔡教授推斷在電阻、電容和電感器之外,應該還有一種組件,代表著電荷與磁通量之間的關系。

氮化硼

研究簡介


這項創新研究的小組由 Mario Lanza 博士領銜。他是國家“千人計劃”青年人才,出生于西班牙巴塞羅那,現在在中國蘇州大學做研究。目前,他正致力于調查層狀介電材料的特性。在他最近發表于《先進功能材料 》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,設計了一組阻變式存儲器(RRAM)。然而,這種專利設備顯示出在操作電壓低至0.4伏、電流開關比率高達1,000,000、期望記憶時間超過10小時、同時具有“循環至循環”和“設備至設備”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(RS)。RS 由多晶的六方氮化硼堆棧中的晶粒邊界驅動(GBs)驅動,它讓離子可以從相鄰的電極進行滲透。B空缺的產生會促進這種作用,B空缺在GBs中更加豐富。


這項研究和麻省理工學院、斯坦福大學和哈佛大學一起合作開展。這項研究成果對于開發二維材料制成的數字電子設備起著至關重要的作用。


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