忆阻器由2 nm厚的部分组成

9位十字形数组可以正常工作,但使用铂金



通过将两个块放在另一个块的顶部,可以旋转它们,使其具有九个交点。

相变内存 (PCM)似乎能够提供这两种选择中的最佳选择:现代RAM的速度和硬盘数据的永久存储。 尽管实现它的现有选项对于大规模使用来说太昂贵了,但是研究人员正在对测试设备进行非常有趣的技巧。 它的独特特性使人们能够进行计算并直接在内存中训练神经网络。 因此,寻找提高效率的方法可以提供新的计算方法。

本周,来自马萨诸塞州大学和布鲁克海文国家实验室的科学家合作发表了一篇论文,描述了以类似于PCM的方式工作的小型忆阻器的制造。 该存储器的大小只有2纳米,元件之间的距离也只有12 nm,这比先进的处理器技术要小。 劣势? 到目前为止,该团队一次只能存储9位内存,因此必须使用Platinum。

在烤架上


新方案的关键元素是厚度仅为2 nm的微型铂金板,即只有11个元素原子。 铂是一种相当昂贵的金属,但是这些极板的电阻极低。 研究人员测量的极板电阻几乎是相同厚度的碳纳米管的电阻的10,000倍。 作者声称,他们能够以100%的效率生产正确尺寸的印版。

将该板放置在锗上,使您可以将其在垂直的硅表面上对齐。 然后将铜线连接到其上,并在板上涂氧化铝。 结果,板边缘的窄条看起来很直,宽度为2 nm。 同样,将带有电极的第二块板放在正确的位置,然后添加氧化铝和第三块板。 抛光所得块的上部时,可从三条平行的铂线获得表面,每条铂线可通过其自己的一组铜电极访问。 我们将它们称为“电线”,但实际上,这只是浸入氧化铝的较宽板的狭窄边缘。



为了制造工作忆阻器,将两个这样的块布置成使得线彼此面对并且形成具有九个相交点的格子。 在块之间,研究人员放置了一层厚度为7 nm的氧化钛和氧化ha混合物。

铜线仅允许您一次激活模块中的三根铂金线之一。 根据对面设备的哪条电线处于活动状态,仅激活一个交叉点。

谢谢你的记忆


在正常条件下,钛/氧化oxide层将充当绝缘体并阻止铜线交叉处的电流。 但是,当提供足够强的电流时,会形成一条钛线,将两块铂金连接起来。 结果,电流开始在它们之间流动。 导电状态和绝缘状态之间的差异可以视为零和统一之间的差异。 除非通过连接提供足够强的电流,否则连接将保持其状态,这将断开连接。

而且一切正常。 关于晶格的每个交点作为像素,作者设置并重置了这些位,从而形成了字母“ NANO”的图案。

如果他们的设备密度可以按比例缩放,它将变得像在64层工艺中生产的三维闪存。 这将是每平方英寸4.5 Tbps的密度[700 Gb / sq。 参见]。 同时,忆阻器不需要闪存所需的深度。

但是它真的可以扩展到超过9位吗? 许多潜在的问题立即显现出来。 其中之一是铂的使用。 厚度为11个原子的板极少含铂,作者说它们能够以100%的效率生产它们,但这对于大规模生产而言仍然是非常昂贵的材料。 因此,寻找可以形成具有相似特性的结构的更常见材料的优势显而易见。

然后是生产。 处理过程可与其他半导体制造相提并论,但是必须重复每个步骤,并向该设备添加一条附加导线。 如果将其缩放到可提供有用数量的大小,则可能会非常耗时,并且罕见的处理问题会变得更加严重。 如果它们非常稀有,则有可能不使用有缺陷的导线而减少存储量。 这将降低记录密度,但是已经很高。

该设备最有趣的功能可能就是扩展能力。 尽管研究人员仅制作了三根平行导线,但每增加一根导线都会大大增加容量。 第四根导线将容量从9位增加到16位,第五根导线将增加到25位。并且,如果导线之间的距离只能是12 nm,则缩放不会导致材料的体积和消耗量显着增加。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN431532/


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