非易失性鐵電疇壁存儲器原型開發(fā)成功

非易失性鐵電疇壁存儲器原型開發(fā)成功

由來自澳大利亞、美國和中國的研究人員組成的國際研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出了非易失性鐵電疇壁存儲器的功能性原型。

鐵電疇壁是含有相同極化區(qū)隔離缺陷的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有獨(dú)特的導(dǎo)電特性，通過疇壁的引入或去除能夠生成可讀寫的二元狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)信息存儲，且存儲的信息能夠以無損的方式被讀取。與鐵磁材料相似，鐵電材料也具有疇壁，但鐵電材料的疇壁比鐵磁材料中的疇壁小得多，這就使更小尺寸存儲材料的制備成為了可能。與傳統(tǒng)的硅基復(fù)合金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)相比，這種尺寸減小可達(dá)10倍以上。

研究人員采用納米光刻技術(shù)在鐵酸鉍（BiFeO3）鐵電材料薄膜上成功實(shí)現(xiàn)了Pt/Ti合金電極的圖形化工藝，并設(shè)計(jì)了特殊的電極（尺寸小于100nm），從而完成了存儲器結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。研究人員所采用的疇壁材料具有獨(dú)特的電阻態(tài)，能夠在多個能級進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，因此具備可調(diào)諧能力，而且，該存儲器的功耗比傳統(tǒng)存儲器低得多。測試表明，該存儲器原型的讀取電壓低于3V，存儲時的電流開關(guān)比高達(dá)約103量級，具有較低的誤讀率和較長的使用壽命。 (李鐵成)