一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，閃存的2D“表親”不僅速度快了大約5,000倍，而且可以存儲(chǔ)多個(gè)數(shù)據(jù)位，而不僅僅是零和一。

　　閃存驅(qū)動(dòng)器，硬盤，磁帶和其他形式的非易失性存儲(chǔ)器即使在斷電后也可以幫助存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。這些設(shè)備的主要缺點(diǎn)之一是它們通常很慢，通常至少需要數(shù)百微秒才能寫入數(shù)據(jù)，比易失性設(shè)備要長幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)開發(fā)出了非易失性存儲(chǔ)器，僅需幾納秒的時(shí)間即可寫入數(shù)據(jù)。這使其比商用閃存快數(shù)千倍，并且速度與大多數(shù)計(jì)算機(jī)中的動(dòng)態(tài)RAM差不多。他們本月在《自然納米技術(shù)》雜志上在線詳細(xì)介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。

　　新設(shè)備由原子薄的二維材料層組成。先前的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩層或更多層不同材料的原子薄層彼此疊置以形成所謂的異質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)新的雜化性質(zhì)。這些層通常通過稱為 van der Waals interactions的弱電保持在一起，該力通常會(huì)使tapes 粘在一起。

　　中國科學(xué)院物理研究所的科學(xué)家及其同事指出，硅基存儲(chǔ)器的速度最終受到限制，因?yàn)槌」枘ど喜豢杀苊獾娜毕輹?huì)降低性能。他們認(rèn)為，原子上平坦的van der Waals異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以避免此類問題。

　　研究人員制造了van der Waals異質(zhì)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由硒化銦（indium selenide）半導(dǎo)體層，六方氮化硼（hexagonal boron nitride）絕緣層和位于二氧化硅和硅晶圓頂部的多個(gè)導(dǎo)電石墨烯層組成。僅持續(xù)21納秒的電壓脈沖可以將電荷注入石墨烯以寫入或擦除數(shù)據(jù)。這些脈沖的強(qiáng)度與商用閃存中用于寫入和擦除的脈沖的強(qiáng)度大致相同。

　　除了速度之外，這種新存儲(chǔ)器的一個(gè)關(guān)鍵特性是可以進(jìn)行多位存儲(chǔ)。常規(guī)的存儲(chǔ)設(shè)備可以通過在例如高導(dǎo)電狀態(tài)和低導(dǎo)電狀態(tài)之間切換來存儲(chǔ)零或一的數(shù)據(jù)位。研究人員指出，他們的新設(shè)備理論上可以存儲(chǔ)具有多種電狀態(tài)的多個(gè)數(shù)據(jù)位，每種狀態(tài)均使用不同的電壓脈沖序列進(jìn)行寫入和擦除。

　　賓夕法尼亞大學(xué)的電氣工程師Deep Jariwala表示：“當(dāng)單個(gè)設(shè)備可以存儲(chǔ)更多信息時(shí)，存儲(chǔ)功能將變得更加強(qiáng)大，它有助于構(gòu)建越來越密集的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)。”

　　科學(xué)家們預(yù)計(jì)他們的設(shè)備可以存儲(chǔ)10年的數(shù)據(jù)。他們指出，另一個(gè)中國小組最近通過由二硫化鉬（molybdenum disulfide），六方氮化硼（hexagonal boron nitride）和多層石墨烯制成的van der Waals異質(zhì)結(jié)構(gòu)也取得了類似的結(jié)果。

　　現(xiàn)在的主要問題是研究人員是否可以商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)這種設(shè)備。“這是大多數(shù)此類設(shè)備的致命弱點(diǎn)，” Jariwala說。“在實(shí)際應(yīng)用中，可微縮性以及將這些設(shè)備集成到硅處理器之上的能力確實(shí)是具有挑戰(zhàn)性的問題。”