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新型相變材料突破存儲速度極限數據讀寫從數十納秒提升到亞納秒

2017-11-16 14:02:57 作者：本網整理來源：中國科技網分享至：

據《科學》雜志官網14日報道，中國科學院上海微系統與信息技術研究所副研究員饒峰和同事研發出一種全新的相變材料——鈧銻碲合金，可在不到1納秒內實現多晶態與玻璃態兩種相態之間的轉換。發表在本周出版的《科學》雜志上的這一研究成果，突破了相變存儲器（PCRAM）的存儲速度極限，為實現我國自主通用存儲器技術奠定了基礎。

經過幾十年的發展，計算機已經變得更小、更快、更便宜，存儲性能繼續提升所面臨的挑戰也更加嚴峻。

靜態/動態隨機存儲器（SRAM緩存/DRAM內存）是與計算機中央處理器直接交換數據的臨時存儲媒介，可按需隨意取出或存入數據。本世紀初，科學家就已經提出PCRAM是一種很有前途的新型非易失性存儲器，通過在兩種相態之間轉換，分別代表“0”和“1”進行存儲。

現有最普遍使用的相變材料是鍺銻碲合金（GST），為符合當今計算機的高速隨機存儲的需求，相態轉換必須在亞10納秒內完成，而鍺銻碲合金的相變速度通常需要幾十至幾百納秒，太慢導致無法媲美或替代傳統的DRAM和SRAM存儲器。

饒峰和同事通過理論計算，向銻碲合金加入過渡族金屬，篩選出能在更高溫度下通過形成更加穩定的鈧碲化學鍵加速晶核形成的鈧銻碲合金。

他們還合成出這一新型相變材料，并通過實驗證明，新材料能在700皮秒（0.7納秒）內快速完成晶體與玻璃態的相變可逆轉換。研究人員表示，這一速度提升，使得相變存儲器有望替代現有高速存儲器進入實用，未來將進一步助推計算機整體性能的大幅提升，向更快速、更低功耗、更長壽命方向發展。

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責任編輯：楊揚

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