二碲化鎢助芯片存儲速度提升百倍
2020-07-08 14:33:55 來源： 瀏覽次數(shù)：0
美國斯坦福大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校和德克薩斯農(nóng)工大學(xué)組成的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了一種可以替代硅芯片的新型數(shù)據(jù)存儲芯片，具有更小、更密集、更高速、更節(jié)能的性能。這種新型芯片是利用層狀二碲化鎢（WTe2）制成的二維（2D）金屬芯片，其單層厚度僅三個原子，但存儲速度可提高100倍以上。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然?物理學(xué)》。
隨著計算機(jī)科學(xué)的進(jìn)步，以及社會信息量的日益龐大，人們對信息存儲設(shè)備的速度、功耗、體積等性能的要求也越來越高。傳統(tǒng)硅芯片已經(jīng)無法滿足當(dāng)前智能物聯(lián)網(wǎng)時代發(fā)展的需求。因此，研究適應(yīng)時代發(fā)展的新型芯片是科學(xué)家們正在努力突破的重要領(lǐng)域。
研究團(tuán)隊對二碲化鎢薄層結(jié)構(gòu)施加微小電流，使其奇數(shù)層相對于偶數(shù)層發(fā)生穩(wěn)定的偏移，并利用奇偶層的排列來存儲二進(jìn)制數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)寫入后，他們再通過一種稱為貝利曲率的量子特性，在不干擾排列的情況下讀取數(shù)據(jù)。
據(jù)了解，二維形態(tài)的單層二碲化鎢是目前已知的第一種存在“鐵電翻轉(zhuǎn)”現(xiàn)象的二維材料，也是發(fā)現(xiàn)的第一種“拓?fù)浣^緣體”。
研究人員介紹，與現(xiàn)有的基于硅的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)相比，新系統(tǒng)可以將更多的數(shù)據(jù)填充到極小的物理空間中，且移動層所需能耗非常微小。此外，其偏移發(fā)生快速，決定了數(shù)據(jù)寫入速度可以比現(xiàn)有技術(shù)快100倍。
目前，研究團(tuán)隊已為該設(shè)計申請了專利，并開始研究下一步改進(jìn)的方法，例如尋找除二碲化鎢之外的其他2D材料。研究人員表示，對超薄層進(jìn)行非常小的調(diào)整，就會對它的功能特性產(chǎn)生很大的影響，而人們可以利用這一知識來設(shè)計新型節(jié)能設(shè)備，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和更智慧的未來存儲方式。