日本开发出可在600℃高温下工作的非易失性存储器

2016-10-170阅读0

  日本千叶工业大学2016年10月11日宣布,与日本产业技术综合研究所(产综研)及日本物质材料研究机构(NIMS)合作开发出了采用铂纳米间隙结构、在600℃下也能工作的非易失性存储器元件。这种元件有望应用于高温环境下的存储器和传感器,例如飞行记录器、行星探测器等。

  

纳米间隙存储器的工作原理

  随着纳米柱生长,纳米间隙的间隔发生变化(摘自千叶工业大学的发布资料,下同)

  使用硅半导体的存储器元件在高温下无法保持因带隙而产生的半导体性,从而会丧失存储器功能。这一次,研究人员在信息记忆部分使用耐热性好的铂纳米结构,实现了可在高温下工作的非易失性可变电阻存储器。

  

扫描型电子显微镜拍摄的铂纳米间隙电极

  纳米间隙存储器的纳米间隙中生长着会发生可逆变化的纳米柱,通过纳米柱的接近和远离来改变电阻值。在接近时和远离时,隧道电流的电阻值会大幅改变,形成开关两种状态,只要金属结构不变,就可以保持记忆。

  

600℃环境下纳米间隙存储器的开关值

  通过利用改善纳米间隙电极的电极金属结晶性的技术,研究人员查明了有助于在高温下维持存储器功能的纳米结构发生结构变化的机制。在纳米柱形成时,会同时产生形成柱的原子移动和阻碍形成的原子扩散两种效应。而铂纳米间隙即使在高温环境下,原子移动的效应也高于原子扩散的效应,因此可以发挥存储器的作用。

  

铂纳米间隙存储器的开关比的温度依赖性

  这次开发的铂纳米间隙存储器即使在高温环境下,也能像在室温环境一样稳定地保持信息,在600℃高温环境下,写入状态保持了8小时以上。研究人员今后还将继续推进基础研究,开展实用化研究,并探索能够支持更高温度的材料。另外,研究结果表明,这次开发的元件在室温下保持信息的时间可能比以往更长,因此在今后还有望开发出长期记录存储器。

  此次新技术的详情已于2016年10月11日发表在Springer Nature发行的学术杂志《科学报告》(Scientific Reports)的电子版。(特约撰稿人:工藤宗介)

  (全文完)