2025年10月1日,《自然—材料》(Nature Materials) 在線發表了以《無電阻漂移的非晶相變存儲材料》(Amorphous phase-change memory alloy with no resistance drift)為題的研究論文。 
相變存儲器利用硫族化合物非晶相與晶體相之間的電阻差異實現數據存儲。而非晶材料通常具有自發結構弛豫的特點,對于相變存儲材料而言(如商用鍺銻碲合金GST),其非晶相電阻值會隨時間的推移而自發漂移,這對于精準多值編程帶來了巨大挑戰,極大地影響了相變類腦計算的計算精度。此外,非晶結構弛豫在不同的環境溫度下呈現出復雜多變的不確定性,從而導致相變類腦計算技術難以適配環境多變的邊緣端應用場景。
為了解決該問題,西安交通大學金屬材料強度全國重點實驗室材料創新設計中心(CAID)團隊解析了非晶相變材料結構弛豫行為的原子尺度機理,明確了電阻漂移根源主要來自于非晶局部結構缺陷密度以及派爾斯畸變程度隨時間和溫度的演化。在此基礎上,團隊設計了一種局部結構幾乎全部為完美八面體的鉻碲非晶合金CrTe3,其八面體結構中無明顯長短鍵差異,因此其結構弛豫很弱且并不引發能帶結構的變化,可從根本上消除電阻漂移。隨后,團隊通過磁控濺射制備了CrTe3薄膜,從實驗上證實了該非晶薄膜在-200至165攝氏度的寬溫區范圍內無明顯的電阻漂移。

進一步,團隊與中國科學院上海微系統與信息技術研究所宋志棠研究員團隊合作,驗證了CrTe3器件在反復操作十萬次之后依然無明顯電阻漂移行為。此外,團隊通過光控電測方法實現了穩定的多值存儲,并設計加工出了基于CrTe3陣列的智能小車,實現了穩定的自動尋址功能,即便將CrTe3陣列置于150攝氏度下1小時,其后該自動尋址功能依然可以完美復現。此類相變存儲材料的創新設計從根本上解決了相變存儲器件的電阻漂移問題,為發展高精度相變類腦器件提供了關鍵的材料載體。
該項工作的第一作者為王曉哲博士、王若冰博士與孫蘇陽博士,通訊作者為王疆靖教授、馬恩教授與張偉教授。西安交通大學為第一作者單位與唯一通訊作者單位。
版權與免責聲明:1.凡本網注明“來源:化工機械設備網”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-興旺寶合法擁有版權或有權使用的作品,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的,應在授權范圍內使用,并注明“來源:化工機械設備網”。違反上述聲明者,本網將追究其相關法律責任。 2.本網轉載并注明自其它來源(非化工機械設備網)的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點或和對其真實性負責,不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時,必須保留本網注明的作品第一來源,并自負版權等法律責任。 3.如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一周內與本網聯系,否則視為放棄相關權利。
相關新聞
昵稱 驗證碼 請輸入正確驗證碼
所有評論僅代表網友意見,與本站立場無關