一項新的研究發(fā)現(xiàn)，閃存的2D“表親”不僅速度快了大約5,000倍，而且可以存儲多個數(shù)據(jù)位，而不僅僅是零和一。

　　閃存驅(qū)動器，硬盤，磁帶和其他形式的非易失性存儲器即使在斷電后也可以幫助存儲數(shù)據(jù)。這些設(shè)備的主要缺點之一是它們通常很慢，通常至少需要數(shù)百微秒才能寫入數(shù)據(jù)，比易失性設(shè)備要長幾個數(shù)量級。

　　現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)開發(fā)出了非易失性存儲器，僅需幾納秒的時間即可寫入數(shù)據(jù)。這使其比商用閃存快數(shù)千倍，并且速度與大多數(shù)計算機中的動態(tài)RAM差不多。他們本月在《自然納米技術(shù)》雜志上在線詳細介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。

　　新設(shè)備由原子薄的二維材料層組成。先前的研究發(fā)現(xiàn)，當兩層或更多層不同材料的原子薄層彼此疊置以形成所謂的異質(zhì)結(jié)構(gòu)時，就會出現(xiàn)新的雜化性質(zhì)。這些層通常通過稱為 van der Waals interactions的弱電保持在一起，該力通常會使tapes 粘在一起。

　　中國科學院物理研究所的科學家及其同事指出，硅基存儲器的速度最終受到限制，因為超薄硅膜上不可避免的缺陷會降低性能。他們認為，原子上平坦的van der Waals異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以避免此類問題。

　　研究人員制造了van der Waals異質(zhì)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由硒化銦（indium selenide）半導體層，六方氮化硼（hexagonal boron nitride）絕緣層和位于二氧化硅和硅晶圓頂部的多個導電石墨烯層組成。僅持續(xù)21納秒的電壓脈沖可以將電荷注入石墨烯以寫入或擦除數(shù)據(jù)。這些脈沖的強度與商用閃存中用于寫入和擦除的脈沖的強度大致相同。

　　除了速度之外，這種新存儲器的一個關(guān)鍵特性是可以進行多位存儲。常規(guī)的存儲設(shè)備可以通過在例如高導電狀態(tài)和低導電狀態(tài)之間切換來存儲零或一的數(shù)據(jù)位。研究人員指出，他們的新設(shè)備理論上可以存儲具有多種電狀態(tài)的多個數(shù)據(jù)位，每種狀態(tài)均使用不同的電壓脈沖序列進行寫入和擦除。

　　賓夕法尼亞大學的電氣工程師Deep Jariwala表示：“當單個設(shè)備可以存儲更多信息時，存儲功能將變得更加強大，它有助于構(gòu)建越來越密集的存儲體系結(jié)構(gòu)?！?/p>

　　科學家們預計他們的設(shè)備可以存儲10年的數(shù)據(jù)。他們指出，另一個中國小組最近通過由二硫化鉬（molybdenum disulfide），六方氮化硼（hexagonal boron nitride）和多層石墨烯制成的van der Waals異質(zhì)結(jié)構(gòu)也取得了類似的結(jié)果。

　　現(xiàn)在的主要問題是研究人員是否可以商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)這種設(shè)備?！斑@是大多數(shù)此類設(shè)備的致命弱點，” Jariwala說。“在實際應用中，可微縮性以及將這些設(shè)備集成到硅處理器之上的能力確實是具有挑戰(zhàn)性的問題?！?/p>