石墨烯存儲器問世 比閃存存儲單元密度更高

Rice大學研究人員正在著手研究一類存儲單元密度至少為閃存兩倍的石墨烯片狀存儲器。

石墨烯（Graphene）是由沒有卷成納米管的純炭原子薄膜構成，在此之前石墨烯已被用于IBM的超快速晶體管原型產品及其它領域。此次，由Rice大學教授James Tour領頭的科研小組首次將石墨烯用于架構更簡單的雙端存儲器件。

與晶體管這類三端器件不同，“我們（所研發(fā)）的石墨烯存儲器單元僅有兩個端子，”Tour表示，“通過在存儲單元兩端加不同電壓就可以完成對存儲單元的讀/寫或刪除。”

在實驗過程中，通過加3.5V的電壓來斷開石墨烯片之間的連接通道可清空存儲內容。一個1V的信號允許電路將控制存儲單元，決定其處在‘導通’或‘閉合’狀態(tài)。

目前尚不知這一操作的確切機理，但Tour的最佳猜測是由擦除電壓所導致的機械開路場會由寫信號修復。

實驗中所用存儲器件為厚度僅為5~10個原子的沉積薄膜，數(shù)據(jù)位單元僅為5納米。Tour表示，因為石墨烯片不必保持連續(xù)的狀態(tài)，因此位單元的尺寸將幾乎完全取決于能將其引線做到多細。由于石墨烯片存儲器僅有兩個端子，可將其置于尺寸極小的交叉開關之間。

Tour 表示，“我們通過化學氣相沉積法得到石墨烯片，但是不一定非要形成完美的單層，甚至可以斷開的，因為斷開的狀態(tài)似乎并不影響它工作。這是一種非常非常寬容的處理工藝。”

其它非易失性存儲技術的閉合-斷開電流比只能達到100~1甚至10~1，而采用石墨烯片能將閉合-斷開電流比做到10,000 ~1000，000~1，這樣石墨烯片存儲器的位單元可緊湊地放置在一起并且能將導致存儲器發(fā)熱的漏電流做到非常小。在以后元器件中，低功率操作和雙端子結構同時還被引入三維結構。

早期的超密集密度非易失性存儲器由NASA提供研發(fā)基金，但Tour所領導的研發(fā)小組現(xiàn)已獲得了某個未透露名字的半導體制造商為其提供的資金支持，用于今后進一步研發(fā)。