超薄晶体可带来快速记忆

2017-12-10 03:06:22

Celeste Biever根据美国的新研究,在个人和掌上电脑中,根据电场改变离子位置的薄晶片看起来更有前途,是个人和掌上电脑中的快速,低功耗存储设备布莱恩斯蒂芬森及其同事在伊利诺伊州阿贡国家实验室的工作表明,对可以表现出这种特性的晶体厚度没有根本的限制,即铁电效应此前科学家们发现,薄于4纳米的薄膜不再显示出铁电该现象目前在所谓的“Fe-RAM”设备中被利用,但是这些应用仅限于那些仅需要低存储密度的应用,例如智能卡例如,Ramtron在科罗拉多州科罗拉多斯普林斯市生产的商用Fe-RAM芯片面积为10×10毫米,但仅保留256千比特的数据但是,这一新发现可能会使存储在该尺寸芯片上的数据量增加至少100倍,Stephenson说这种小型化将开辟基于Fe-RAM的个人计算机和手持设备的可能性这些功率比现有的RAM设备低,因为电源关闭时数据不会丢失它们也比数码相机和记忆棒中使用的闪存更快然而,制造商是否能够将新研究转化为产品仍有待观察 “这比目前的设备使用的非常非常薄,”Ramtron的Tom Davenport说 “这里假设的理论薄器件难以制造”铁电体被称为钙钛矿的晶体表现出来,其中最有利的离子排列产生称为偶极子的电荷整体分离基于铁电的存储器由一系列薄钙钛矿薄膜组成,并通过使用施加的电场切换偶极子来存储数据偶极子翻转是因为晶体中离子的位置略有偏移以前,科学家们认为薄层超过4纳米的铁电不存在是由于电极上过量电荷积累造成的“去极化场”但斯蒂芬森的团队现在推翻了这一理论研究人员表明,钙钛矿钛酸铅薄膜的铁电厚度仅为1.2纳米,厚度只有六个离子 “这意味着没有固有的尺寸限制,”团队成员Carol Thompson解释道斯蒂芬森说,以前的实验中缺乏铁电不是由于去极化场,而是因为晶体中的缺陷会干扰离子的运动他能够使用没有缺陷的晶体,通过在X射线同步加速器内观察它们同样的仪器允许他进入水晶并观察离子的非常小的移动 “铁电在小尺寸上的表现方式在一段时间内一直是一个突出的基础科学问题,