近日，復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院教授張衛(wèi)、周鵬團(tuán)隊(duì)研發(fā)出具有顛覆性的二維半導(dǎo)體準(zhǔn)非易失存儲(chǔ)原型器件，開創(chuàng)了第三類存儲(chǔ)技術(shù)，解決了國際半導(dǎo)體電荷存儲(chǔ)技術(shù)中“寫入速度”與“非易失性”難以兼得的難題。北京時(shí)間4月10日，相關(guān)成果以長文形式在線發(fā)表于《自然·納米技術(shù)》，題為《用于準(zhǔn)非易失應(yīng)用的范德瓦爾斯結(jié)構(gòu)半浮柵存儲(chǔ)》。

目前半導(dǎo)體電荷存儲(chǔ)技術(shù)主要有兩類，第一類是易失性存儲(chǔ)，例如計(jì)算機(jī)的內(nèi)存，可在幾納秒左右寫入數(shù)據(jù)，但掉電后數(shù)據(jù)會(huì)立即消失;第二類是非易失性存儲(chǔ)，例如U盤，需要幾微秒到幾十微秒才能把數(shù)據(jù)保存下來，但在寫入數(shù)據(jù)后無需額外能量可保存10年。

新型電荷存儲(chǔ)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)全新的第三類存儲(chǔ)特性：寫入速度比目前U盤快1萬倍，數(shù)據(jù)刷新時(shí)間是內(nèi)存技術(shù)的156倍，并且擁有卓越的調(diào)控性，可以實(shí)現(xiàn)按照數(shù)據(jù)有效時(shí)間需求設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。它既滿足了10納秒寫入數(shù)據(jù)速度，又實(shí)現(xiàn)了按需定制(10秒—10年)的可調(diào)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)非易失特性;既可以在高速內(nèi)存中極大降低存儲(chǔ)功耗，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效期截止后自然消失，為一些特殊應(yīng)用場景解決了保密性和傳輸?shù)拿�盾�?/p>

這項(xiàng)研究創(chuàng)新性地選擇了二硫化鉬、二硒化鎢、二硫化鉿、氮化硼等多重二維材料堆疊構(gòu)成了半浮柵結(jié)構(gòu)晶體管，制成階梯能谷結(jié)構(gòu)的范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)。其中一部分如同一道可隨手開關(guān)的門，電子易進(jìn)難出;另一部分則像一面密不透風(fēng)的墻，電子難以進(jìn)出。對“寫入速度”與“非易失性”的調(diào)控，就在于這兩部分的比例。這一重要突破，從技術(shù)定義、結(jié)構(gòu)模型到性能分析的全過程，均由復(fù)旦大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)獨(dú)立完成。《自然·納米技術(shù)》的專家評審意見稱其為“范德瓦爾斯異構(gòu)結(jié)構(gòu)器件發(fā)展的一個(gè)重要里程碑”。

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