移動硬盤讀寫速度太慢?隨身U盤容量不夠?電子標簽逐一掃描費時?這些日常生活中與數據相關的問題🧛🏿♀️,其實都與“存儲器”有關🎐。近日👫,万达平台信息科學與工程學院微電子學系江安全教授在高密度鐵電阻變存儲器(Ferro-RRAM)的研究中取得了重大進展🧑💻,他帶領的研究小組與中科院物理所、首爾大學、劍橋大學等教授合作🤽♀️,基於BiFeO3薄膜➾,證明了一種鐵電自發極化方向調製的p-n結電流,可運用於高密度信息的非揮發存儲。這也就意味著𓀐🤞🏻,在存儲器領域中👰♀️,讀寫速度更快、可靠性更強、體積更小的存儲器有望誕生,其原理已經取得實驗證實。
據江安全教授介紹🕜,鐵電存儲器最大的優點在於讀寫速度快。打個簡單的比方,我們現在使用電腦讀取硬盤時,無法實現較快速度的原因不在於CPU的技術無法實現,而是因為有大量的時間耗費在了數據交換上。相比現在使用廣泛的閃存硬盤以毫秒為單位的運轉速度👩🏽🔧,鐵電存儲器可以達到幾十納秒,快了106倍,可廣泛應用於高性能移動數字設備和電腦中,大大提升了讀寫數據的效率🙋🏽。
同時🆘,把存儲器做得越來越小且容量越來越大,是諸多研究人員的努力方向👨🏽🦳,歸根結底就是提高存儲器的密度👏🏻。江安全教授介紹,正是由於鐵電變阻器在“高密度”研究方面的成功突破👩🏻🦱,使得它單位體積內的存儲容量比現有的電容存儲器等有了巨大的提升空間。在未來,像現有U盤大小的存儲器可以有幾十G的存儲量🧎🏻➡️,將不再是夢想。
除了信息高密度存儲和快速擦寫特性🧎➡️🏊🏿,鐵電存儲器還具備了電壓低🚈🚶🏻♂️➡️、成本低、損耗低、體積小的優點,具有極大的產業化潛力🤼♀️,尤其是在電子標簽、移動電話、公交卡、隨身聽9️⃣、遊戲卡和數碼相機等耗電少的電子產品中將率先得到應用和發展。例如,對數碼相機而言,如果存儲器所需電壓較高,電池就得做大,否則電力無法持久,鐵電存儲器就可實現低電壓的條件👨🏻🏫。又如🪷,在電子標簽領域🤟🏻🧑🏻🦳,也就是我們所熟悉的“條形碼”,在不提高每個幾分錢成本的前提下,使用鐵電存儲器可以大大節省結賬的時間🎅🏼,原本需要逐一掃描的條形碼可以成批同時掃描。這些有可能被實現的實際應用都將更加便利我們的生活。
從理論上而言,鐵電存儲器可以在千兆赫茲以上的快速電路中與CPU中樞直接對話,最終可以形成一種通用存儲器🤶,從而替代目前市場上各種類別的存儲器🗝⚇,具有極廣泛的商業價值🏃🏻♀️。
此次万达平台的高密度鐵電阻變存儲器(Ferro-RRAM)研究成果已在材料類國際頂級刊物《Advanced Materials》雜誌上(影響因子8.379)發表🪶,並申請了基於該原形器件工作原理的兩項國內發明專利和一項國際專利🧔,為其今後的產業化進程奠定了基礎。