第三类存储技术写入速度比目前U盘快1万倍

在国际半导体电荷存储技术中，“写入速度”和“非易失性”两种性能一直难以兼得。记者近日从复旦大学微电子学院了解到，张伟教授和周鹏教授的团队开发了一种颠覆性的二维半导体准非易失性存储的原型器件，创造了第三种存储技术，它不仅可以达到“内存级”的数据读写速度，还可以根据需要定制内存的数据存储周期。

资料来源:新华社

张伟认为，目前半导体电荷存储技术主要有两种类型。第一类是易失性存储器，如计算机存储器。数据写入只需几纳秒，但断电后数据会立即消失。第二种类型的非易失性存储器，例如u盘，需要几微秒到几十微秒来写入数据，但是可以在没有额外能量的情况下存储大约10年。

为了开发两种新的兼具性能的电荷存储技术，该团队创新性地选择了多种二维半导体材料，并将其堆叠起来形成一种半浮栅晶体管:二氧化钼和二硒化钨就像一扇可以方便关闭的门，电子容易进出，用来控制电荷传输；氮化硼起到绝缘层的作用，就像一堵密闭的墙，使得电子很难进出。而二硫化铪用作存储层来存储数据。周鹏表示，只要调整"门"和"墙"的比例，就可以控制"书写速度"和"不变"。

此次开发的第三代电荷存储技术的写入速度比当前的u盘快10000倍，数据刷新时间是存储技术的156倍，并且具有出色的调节和控制能力，可以实现10秒到10年的存储周期，以便按需“裁剪”数据。这一全新特性不仅可以大大降低高速存储器的存储功耗，还可以实现数据在有效期届满后的自然消失，从而解决特殊应用场景下的保密性和传输性之间的矛盾。

最重要的是，二维材料可以获得具有完美界面特性的单层原子晶体，这对于集成电路器件的进一步小型化、集成度的提高、新存储器的稳定和发展具有巨大的潜力，是降低存储器功耗、提高集成度的新途径。基于二维半导体的准非易失性存储器可以在大规模合成技术的基础上实现高密度集成，为未来的新型计算机奠定基础。