Ett team av forskare vid Tohoku University, i samarbete med National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) och Hanyang University, har utvecklat nytt fasförändringsmaterial med elektriska egenskaper som skiljer sig från konventionella material. Detta nya material möjliggör en drastisk minskning av strömförbrukningen för datainspelning i icke-flyktigt direktminne.

Phase Change Random Access Memory (PCRAM) är nästa generations praktiska, icke-flyktiga minne. PCRAM förväntas inte bara ersätta flashminne, men också för att användas för lagringsklassminne, vilket kan mildra skillnaden i latenser mellan DRAM och flashminne.

Principen för PCRAM-drift bygger på förändringen i elektriskt motstånd mellan högresistans amorfa tillstånd och lågresistans kristallina tillstånd i fasändringsmaterial.

Ge-Sb-Te (GST) är ett fasförändringsmaterial för PCRAM-applikationer. GST kan arbeta i höga hastigheter, men har dålig datalagring vid höga temperaturer (~ 85 grader C) och behöver hög effekt för datainspelning.

Detta nyutvecklade fasförändringsmaterial, Cr ₂ Ge ₂ Te ₆ , uppvisar en omvänd resistansförändring från amorfa tillstånd med låg resistans till kristallina tillstånd med hög resistans. Forskarna visade att Cr ₂ Ge ₂ Te ₆ kan uppnå en minskning av mer än 90 procent i energiförbrukning för datainspelning jämfört med att använda konventionell GST-minnescell.

Samtidigt, Cr ₂ Ge ₂ Te ₆ visade sig kombinera en snabbare drifthastighet (~30 ns) och en högre datalagringsegenskap (över 170 grader C) än konventionella material. Jämförelse med andra rapporterade material indikerar att Cr ₂ Ge ₂ Te ₆ kan bryta kompromissförhållandet mellan datalagring och drifthastighet.

Forskarna tror att den omvända motståndsförändringen Cr ₂ Ge ₂ Te ₆ är ett banbrytande material för PCRAM med kombinerad låg driftenergi, hög datalagring och snabb drifthastighet.