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以數(shù)據(jù)為中心的應用正在突破當今計算系統(tǒng)的能效極限，包括那些基于相變存儲器(PCM)的系統(tǒng)。這項技術必須在納米尺度上實現(xiàn)低功耗和穩(wěn)定的操作，才能在高密度存儲陣列中取得成功。

在這里，斯坦福大學Eric Pop使用一種新型的相變材料超晶格和納米復合材料(基于Ge₄Sb₆Te₇)的組合，在迄今尺寸最小的PCM器件(與現(xiàn)代邏輯處理器兼容)中實現(xiàn)創(chuàng)紀錄的低功率密度≈5 mW/cm²和≈0.7V開關電壓(與≈兼容的襯底上的超晶格技術)。

文章要點

1）這些器件還同時表現(xiàn)出8個電阻狀態(tài)的低電阻漂移、良好的耐久性(≈2×10⁸個循環(huán))和快速開關(≈40 ns)。

2）這種高效的轉換是通過超晶格材料內部的強烈熱限制和納米尺度的器件尺寸實現(xiàn)的。Ge₄Sb₆Te₇納米復合材料的微結構特性和較高的晶化溫度保證了我們的超晶格PCM器件的快速開關速度和穩(wěn)定性。

這些結果重新確立了PCM技術作為節(jié)能數(shù)據(jù)存儲和計算的領跑者之一的地位。

參考文獻

Wu, X., Khan, A.I., Lee, H. et al. Novel nanocomposite-superlattices for low energy and high stability nanoscale phase-change memory. Nat Commun 15, 13 (2024).

https://doi.org/10.1038/s41467-023-42792-4