En jämförelse av den elektriska omkopplingsströmmen och omkopplingstiderna för det ansträngda supergittrets gränssnittsfasförändringsminne med andra toppmoderna fasförändringsminnesmaterial. Kredit:Zhou et al.
Forskare från Singapore University of Technology and Design (SUTD) och Shanghai Institute of Microsystems and Information Technology har nanokonstruerat ett superlattice-datalagringsmaterial. Data registreras vid gränssnitten för supergitterskikten. När atomerna vid gränsytan är oordnade, materialet har ett högt elektriskt motstånd medan det beställda gränssnittet har ett lågt elektriskt motstånd. Endast gränssnittet växlar, en delmängd av lager i materialet, kan förbli oförändrad och kristallin. Detta innebär att gränssnittet kan konstrueras av de icke-switchande lagren – hela strukturen behöver inte växla till ett oordnat tillstånd. Detta gör supergittret mycket annorlunda än ostrukturerade fasförändringsminneslegeringar, såsom Ge 2 Sb2Te 5 legering.
I en tidning publicerad i Nano Futures , författarna rapporterar att snabb växling i dessa nanostrukturerade material beror på lavinatomomkoppling vid gränssnittet. Den första atomen som växlar kräver en stor mängd energi, men efterföljande atomer kräver mindre energi. När fler atomer byter, energin som krävs för att efterföljande atomer ska byta sänks. Detta leder till en exponentiell ökning av växlingssannolikheten med antalet atomer som växlar.
Zhou et al visade att energin för den första atomen att byta kan konstrueras genom att anstränga skiktgränssnitten. Forskargruppen skapade prototypminnesenheter som utnyttjar denna effekt, som överträffade toppmoderna fasförändringsminnen. Omkopplingsspänningen, nuvarande, och omkopplingstiden reduceras avsevärt medan det elektriska motståndet ändras med en faktor 500. dessa prototypenheter är snabbare och effektivare än konkurrerande teknologier.
En av medlemmarna i forskargruppen, biträdande professor Robert Simpson, sa, "Supergitterenheterna är anmärkningsvärt energieffektiva. Vi förutser att denna teknik kommer att påverka nya 3D-minnesarkitekturer, som Intels 3-D X-point. Vi bygger nu vidare på framgången med dessa datalagringsmaterial genom att optimera liknande fasförändringsmaterial för omkopplingsbara nanofotonikapplikationer."
