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最薄的記憶體
作者:科技組(編譯自Phys.org網站/17 January 2018/University of Texas at Austin) 現職:駐休士頓台北經濟文化辦事處科技組
文章來源:https://phys.org/news/
發佈時間:2018.03.07
如何在更小體積的電腦晶片上架構更大容量的記憶體一直是許多工程師嘗試努力的方向;然而截至前陣子為止,對於二維原子層級的極薄記憶體研究始終沒有展現出足夠的發展潛力。長久以來,多數人相信架構出單層原子厚度的記憶體是不可行的。日前,德州大學奧斯汀分校的研究團隊與其他電機工程師發展出了至今最薄的記憶體。

該研究團隊的德州大學奧斯汀分校電機工程學系副教授Deji Akinwande將所研發的記憶體稱作為「Atomristor」(暫譯作「原子阻器」),藉由奈米尺度的三維電晶體架構,使其能夠延續摩爾定律所預測之趨勢,代表著積體電路上可容納的電晶體數目,約每隔18個月便增加一倍,且效能增倍,達到更優秀的電腦運算能力。一般來說,記憶體及電晶體是架構在電腦晶片上的兩個各別元件,然而原子阻器綜合了上述兩元件的功能,使得電腦系統能夠有效率並節省空間地建構出來。該元件的電極由可導電之原子層(石墨烯)所組成,而主動層則由半導體特性的原子層(硫化鉬)所組成;完整的記憶體單元為「三明治狀」的結構,約莫1.5奈米厚,這使得原子阻器能夠緊密地層層堆疊,大幅縮減所需空間,使得電流傳遞更有效率。在上述的優點之下,原子阻器可能替類腦計算(註1) 帶來大幅的突破。不僅如此,工程師們還發現原子阻器若運用在手機無線電頻率開關的設計上,將不會產生直流電的損耗,也因此對於電池的壽命有顯著的改善。

儘管原子阻器的應用可能尚在研究階段,它潛在的商業價值還是十分引人注目,畢竟,該元件整合了目前應用在積體電路上的複數元件,對於電路體空間的壓縮以及更進階的運算性能皆有貢獻。該研究結果於2018年1月發表於Nano Letters期刊。

註1:類腦計算即是仿照人腦的結構所建立的三維運算元件。


參考資料 (郭宇安博士生 編譯):
1. https://phys.org/news/2018-01-ultra-thin-memory-storage-device-paves.html
2. Ruijing Ge et al, Atomristor: Nonvolatile Resistance Switching in Atomic Sheets of Transition Metal Dichalcogenides, Nano Letters (2017)
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