写入速度比U盘快一万倍，复旦团队研发第三类存储技术

    中青在线上海4月10日电（中国青年报·中青在线记者 王烨捷）北京时间4月10日，复旦大学微电子学院教授张卫、周鹏团队以《用于准非易失应用的范德瓦尔斯结构半浮栅存储》（“A semi-floating gate memory based on van der Waals heterostructures for quasi-nonvolatile applications”）为题在《自然·纳米技术》（Nature Nanotechnology，DOI: 10.1038/s41565-018-0102-6）在线发表文章，开创了第三类存储技术的新时代。

    张卫、周鹏团队研发的二维半导体准非易失存储原型器件具有颠覆性意义，开创了第三类存储技术，它的写入速度比目前U盘快一万倍，数据的存储时间也可以自行决定，到了有效期后即自动消失。这也解决了国际半导体电荷存储技术中“写入速度”与“非易失性”难以兼得的难题。

    据悉，目前半导体电荷存储技术主要有两类，第一类是易失性存储，例如计算机中的内存，掉电后数据会立即消失；第二类是非易失性存储，例如人们常用的U盘，在写入数据后无需额外能量可保存10年。前者可在几纳秒左右写入数据，第二类电荷存储技术需要几微秒到几十微秒才能把数据保存下来。

    此次研发的新型电荷存储技术，既满足了10纳秒写入数据速度，又实现了按需定制（10秒-10年）的可调控数据准非易失特性。这种全新特性不仅在高速内存中可以极大降低存储功耗，还可以实现数据有效期截止后自然消失，在特殊应用场景解决了保密性和传输的矛盾。

    记者注意到，这是一个面向未来的新技术。当前，全世界各国科学家都在尝试使用以石墨烯为主的二维材料制作“超级电脑”，以追求“更快计算速度、更大存储空间”这一目标。复旦团队此次研发的第三类存储技术，可以为未来二维材料制作的超级电脑提供最高效、大容量的存储。

    “比如无人驾驶汽车、智慧交通违章通知系统等，都在追求计算速度快、存储容量大这种特性，（第三类存储技术）未来应用广泛。”张卫说，计算机的内存速度是影响其计算运行速度的关键。

    二维材料发轫于石墨烯的发现，它在平面内存在强有力的化学键键合，而层与层之间则依靠分子间作用力堆叠在一起。因此，二维材料可以获得单层的具有完美界面特性的原子级别晶体。同时它是一个兼有导体、半导体和绝缘体的完整体系。这对集成电路器件进一步微缩并提高集成度、稳定性以及开发新型存储器都有着巨大潜力，是降低存储器功耗和提高集成度的崭新途径。

    基于二维半导体的准非易失性存储器可在大尺度合成技术基础上实现高密度集成，将在极低功耗高速存储、数据有效期自由度利用等多领域发挥重要作用。