纳米技术与新型大容量高速度内存器件

来源：科技日报

 本报讯 你是否想像过这种情景：在一个很小的内存器件中存储数百部高分辨率电影，并且不用等待数据缓冲就可以下载并播放它们；或者在无需将操作系统转移到有源内存的情况下，你的笔记本电脑在短短几秒钟内就可以启动？

 美国宾夕法尼亚大学研究人员已开发出的一种新型纳米器件，也许能将这些想象变成现实。这种纳米器件能存储10万年的电脑数据，检索数据的速度比现有的，像闪存和微型硬盘之类的便携式存储设备快1000倍，而且比目前的内存技术更省电、存储空间更小。

 该校材料科学与工程系副教授阿格瓦尔及同事采用自组装工艺，用纳米金属催化剂作为媒介，使化学反应剂在低温下结晶，自发形成了直径为30—50纳米、长度为10微米的纳米线。这种纳米线是一种能在非晶和晶体结构间实现开关功能的相变材料，是对电脑内存进行读/写的关键。

 研究人员对最后定型的纳米线进行了测量，测量数据包括“写”电流幅值、在非晶和晶相之间开关的速度、长期稳定性以及数据保留的时间。测试结果显示，数据编码的功耗极低，数据写、擦除和检索的时间仅为50纳秒，比普通闪存快1000倍。而且这个器件甚至用上10万年也不会丢失数据，这就为实现万亿位的非易失性内存密度提供了可能。对非易失性内存应用来说，在电流感应相变系统中，原子级的纳米器件也许是最终的尺寸极限。

 研究人员称，相变内存技术相较于闪存等其他内存技术具有读/写快、稳定性高、构建简单的特点。通过常规光刻技术，在不破坏有效性能的情况下就能降低相变材料的尺寸。这种新型内存对消费者共享信息、传输数据甚至下载娱乐资料的方式将产生革命性的影响，消费者将能获取和存储“海量”的数据。