Phase change random access memory (PCRAM) har framgångsrikt tillämpats i datalagringsarkitekturen, som lagringsklassminne, för att överbrygga prestandagapet mellan DRAM och Flash-baserad solid-state-enhet på grund av dess goda skalbarhet, 3D-integrationsförmåga, snabb drifthastighet och kompatibel med CMOS-teknik. Fokuserar på fasförändringsmaterial och PCRAM i decennier, vi har framgångsrikt utvecklat 128 Mb inbyggda PCRAM-kretsar, som kan uppfylla kraven för de flesta inbyggda system.

3D-Xpoint (3D-PCRAM), uppfanns av Intel och Micron, har betraktats som ett nytt genombrott under de senaste 25 åren sedan tillämpningen av NAND 1989, som representerar toppmodern minnesteknik. Denna teknik har några anmärkningsvärda egenskaper, såsom den begränsade enhetsstrukturen med 20 nm storlek, metallstångselektroderna för att minska resistansvariationerna i PCRAM -matriser, och den ovoniska tröskelväljaren som kan ge en hög drivström och en låg läckström. En god förståelse för fasförändringsmekanismer är till stor hjälp för att designa nya fasförändringsmaterial med snabb drifthastighet, låg strömförbrukning och lång livslängd.

I en nyligen publicerad tidning i SCIENCE KINA Informationsvetenskap , forskare granskade utvecklingen av PCRAM och olika förståelser av fasförändringsmekanismer under de senaste åren, och har föreslagit en ny syn på mekanismen, som bygger på den oktaedriska strukturen motiv och vakanser.

Octaedriska strukturmotiv finns i allmänhet i både amorfa och kristallina fasförändringsmaterial. De anses vara de grundläggande enheterna under fasövergång, som är allvarligt defekta i den amorfa fasen. Dessa konfigurationer förvandlas till mer ordnade efter mindre lokala omarrangemang, vars tillväxt resulterar i kristallisering av rocksalt (RS) -fas med en stor mängd lediga platser i katjonställena. Drivs vidare av termodynamisk drivkraft, dessa vakanser flyttar och lager längs vissa riktningar; följaktligen, den metastabila RS-strukturen förvandlas till den stabila hexagonala (HEX) strukturen. Baserat på resultaten, forskarna fann att den reversibla fasövergången mellan den amorfa fasen och RS-fasen, utan att gå vidare till HEX -fasen, skulle kraftigt minska den erforderliga strömförbrukningen. Robust oktaedrar och massor av vakanser i både den amorfa och RS-fasen, respektive undviker stor atomomläggning och ger nödvändigt utrymme, är avgörande för att uppnå nanosekund eller till och med sub-nanosekund drift av PCRAM.