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科学家观察狭窄相变内存装置的自我修复

时间:2021-11-13 15:58:04来源:

Judy Cha实验室的合作,Carol和Douglas Momamed Moderning Engineeric Sc​​ience助理教授和IBM的Watson研究中心可以帮助制造潜在的革命技术对制造业更加可行。

相变内存(PCM)设备在近年来作为计算机随机存取存储器的更改替代品出现。使用热量将材料从非晶晶体转变为晶体,PCM芯片快速,使用更小的功率并具有缩小到更小的芯片的可能性 - 允许轨迹更小,更强大的计算继续。然而,制造PCM设备的大规模质量和长期耐久性是一项挑战。

“每个人都试图这样做,我们希望精确地了解相变行为,”Cha的实验室博士候选人玉金谢说,并在该研究的主要作者中说。“这是相变记忆的最大挑战之一。”

Yale-IBM研究团队的工作可以帮助清除这种障碍。在亚历科学研究所(YINQE)的耶鲁斯透射电子显微镜(TEM)中使用,观察到该器件的相变,如何“自我愈合”空隙 - 即耗尽材料留下的空白空间通过化学隔离。这些类型的纳米级空隙对以前的PCM设备引起了问题。它们的空隙自我愈合的结果发表于先进的材料。

标准PCM设备具有所谓的蘑菇结构,而耶鲁IBM团队使用密集的PCM结构具有金属衬里,使其更加坚固。“金属衬里保护材料并降低PCM的电阻漂移,提高整体性能,”谢说。

通过TEM观察相变过程,研究人员看到了PCM设备的自我愈合特性是如何来自器件结构和金属衬里的组合,这使得能够控制材料的相变。

Wanki Kim在该项目上工作的IBM研究员表示,下一步可能是开发双极操作以切换电压方向,可以控制化学隔离。在正常操作模式下,电压偏置方向始终相同。下一步可以进一步延长设备寿命。

出版物:Yujun谢,等,“具有金属表面活性剂层的密闭相变记忆装置的自我愈合,”2018年先进的材料; DOI:10.1002 / ADMA.201705587.

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