我国科学家创新研发第三类存储技术

(记者黄鑫)复旦大学微电子学院教授张伟、周鹏团队，实现了二维半导体准非易失性存储的颠覆性样机，创造了第三种存储技术，解决了国际半导体电荷存储技术中的“写入速度”和“非易失性”难题。4月10日，这项重要的研究成果将以长篇文章的形式在《自然——纳米技术》在线发表。

据了解，目前半导体电荷存储技术主要有两种类型:第一种是易失性存储，如计算机内存，断电后数据会立即消失；第二种是非易失性存储，比如人们常用的u盘，写完数据后不需要额外的能量就可以存储10年。前者可以在纳秒内写入数据，而第二种电荷存储技术需要几微秒到几十微秒来保存数据。

此次开发的新电荷存储技术不仅满足了10纳秒的数据写入速度，而且实现了按需定制(10秒-10年)的可调数据的准非易失性。张伟表示，这一全新特性不仅可以大大降低高速存储器的存储功耗，而且可以实现数据在有效期届满后的自然消失，从而解决了特殊应用场景下保密性和传输性的矛盾。

“本研究创新性地选择多个二维材料叠层形成半浮栅晶体管:二硫化钼、二硒钨和二硫化铪分别用于开关电荷传输和存储，氮化硼用作隧道层，制成具有阶梯能谷结构的范德华异质结。”周鹏介绍说，选择这些二维材料将充分发挥二维材料丰富的能带特性。“它的一部分就像一扇门，可以方便地打开和关闭。电子产品很容易进入，很难退出。另一部分就像一堵密闭的墙，这使得电子很难进出。“写作速度”和“非波动性”的规则在于这两个部分的比例。”

写入速度比目前的u盘快10000倍，数据刷新时间是内存技术的156倍，具有良好的调控能力。它可以根据数据有效时间的要求实现存储结构的设计。经过测试，研究人员发现这种基于全二维材料的新型异质结可以实现一种全新的记忆特性。与此同时，我们发现当用二维半导体实现新结构存储时，将会有更多的“奇怪的新特性”。

专家表示，基于二维半导体的准非易失性存储器可以实现基于大规模合成技术的高密度集成，并将在超低功耗、高速存储、数据有效性*等诸多领域发挥重要作用。

据悉，这一科学突破是由复旦大学研究团队从技术定义、结构模型到性能分析独立完成的。国际评论专家认为，“这项工作非常及时，也是范德瓦尔斯异质结构器件发展的一个重要里程碑”。他说，“制造的器件非常复杂，器件设计提高了范德瓦尔斯异质结构电子应用领域的最高技术水平。”

中国科学新闻(2018-04-10，第一版集锦)