據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國科學(xué)家們正在研制一種新的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備——鐵電晶體管隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（FeTRAM），其將比現(xiàn)在的商用存儲(chǔ)設(shè)備更快捷，且比占主流的閃存能耗更低。研究發(fā)表在美國化學(xué)學(xué)會(huì)的《納米快報(bào)》雜志上。
這種最新的存儲(chǔ)設(shè)備將由硅納米線和鐵電聚合物集合而成。鐵電材料是指具有鐵電效應(yīng)的一類材料，它是熱釋電材料的一個(gè)分支。鐵電材料及其應(yīng)用研究已成為凝聚態(tài)物理、固體電子學(xué)領(lǐng)域最熱門的研究課題之一。科學(xué)家也已了解到鐵電材料的原子結(jié)構(gòu)可使其自發(fā)產(chǎn)生極化現(xiàn)象。
研究人員解釋道，施加電場(chǎng)后，鐵電聚合物會(huì)發(fā)生極化，極性的改變可用來指代0和1，而數(shù)字電路正是以由二進(jìn)制代碼0和1組成的序列來存儲(chǔ)信息的。
“現(xiàn)在，我們已總結(jié)出了理論，也通過實(shí)驗(yàn)展示了該存儲(chǔ)設(shè)備將如何在電路中起作用。不過，研究目前還處于萌芽階段。”普渡大學(xué)的博士研究生薩普塔瑞斯·達(dá)斯表示，他正與該大學(xué)布瑞克納米技術(shù)研究中心主任、電子與計(jì)算機(jī)工程學(xué)教授約格·阿彭策爾攜手進(jìn)行開發(fā)工作。
這種鐵電晶體管隨機(jī)存取存儲(chǔ)器將能執(zhí)行計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的三大功能：寫入信息、讀出信息并將信息保存一段時(shí)間。鐵電晶體管隨機(jī)存取存儲(chǔ)器同現(xiàn)在最先進(jìn)的鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（FeRAM）一樣，都能進(jìn)行非易失性存儲(chǔ)——這是靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)的一種形式，這意味著，當(dāng)計(jì)算機(jī)關(guān)閉或失去其外部電源時(shí)，存儲(chǔ)器中的內(nèi)容仍然可以保存下來。不過，后者目前雖已經(jīng)商用，市場(chǎng)占有率卻很低，而新技術(shù)使用鐵電晶體管代替鐵電電容器，將能夠毫無損失地讀出數(shù)據(jù)。
此外，與目前占據(jù)商業(yè)市場(chǎng)主流的非易失性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)芯片——閃存相比，該設(shè)備有望減少99%的能耗。“現(xiàn)有設(shè)備的能耗之所以更高是因?yàn)槠錄]有被正確地?cái)U(kuò)容。”達(dá)斯表示，“未來鐵電晶體管隨機(jī)存取存儲(chǔ)器不僅能耗低且可以擴(kuò)容，因此能大大減少能源耗散。另外，其運(yùn)行速度也將快過另一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備——靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SRAM）。”
科學(xué)家們表示，最新技術(shù)也可以與工業(yè)生產(chǎn)計(jì)算機(jī)芯片的過程兼容，因此有望替代傳統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)。他們已為這項(xiàng)技術(shù)申請(qǐng)了專利。
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