存储器是集成电路最重要的技术之一, 能否开发自主知识产权的存储器芯片事关国家信息安全.
目前, 国际上通用的存储器材料是 '锗锑碲' . 近年来, 消费电子产品的普及对存储器芯片的功耗, 寿命, 尺寸, 持久力等各项性能指标均提出了更高要求, 世界各国科学家都在加紧攻关存储器芯片的制造材料.
宋志棠团队通过第一性理论计算与分子动力学模拟, 从众多 '候选' 元素中, 优选出 '钪' 作为掺杂元素, 设计发明了低功耗, 长寿命, 高稳定性的 '钪锑碲' 材料.
'钪元素与碲元素可以形成稳定的八面体, 这对实现高速, 低功耗存储至关重要. ' 宋志棠介绍, 基于 '钪锑碲' 材料的新型存储器可实现700皮秒的高速存储操作, 循环使用寿命大于1000万次.
进一步测试表明, 相比传统 '锗锑碲' 器件, '钪锑碲' 新材料的操作功耗降低了90%, 且十年的数据保持力相当; 通过进一步优化材料与微缩器件尺寸, 基于 '钪锑碲' 新材料的国产新型存储器综合性能将会进一步提升.
业内人士认为, '钪锑碲' 国产新型存储材料的发现及其在高密度, 高速存储器上的应用验证, 对于我国突破国外技术壁垒, 开发自主知识产权的存储器芯片具有重要价值, 有助于维护我国存储器芯片的信息安全.