新材料展现了下一代存储技术的前景
相变存储器是一种非易失性存储器，它利用相变材料(PCM)从非晶态(即原子无序排列)转变为晶态(即原子紧密堆积在一起)的能力。这种变化产生了可逆的电特性，可用于存储和检索数据。虽然该领域还处于起步阶段，但相变存储器由于其高存储密度和更快的读写能力，可能会彻底改变数据存储。但与这些材料相关的复杂开关机制和复杂的制造方法仍然给大规模生产带来了挑战。
近年来，二维 (2D) 范德华 (vdW) 过渡金属二硫属化物已成为一种有前景的 PCM，可用于相变存储器。现在，东北大学的一组研究人员强调了溅射技术在制造大面积二维 vdW 四硫属化物方面的潜在用途。利用这种技术，他们制造并确定了一种非常有前途的材料——碲化铌 (NbTe 4 )——它具有约 447 ℃(起始温度)的超低熔点，使其与其他 TMD 区分开来。
“溅射是一种广泛使用的技术，涉及将材料薄膜沉积到基板上，从而能够精确控制薄膜厚度和成分，”东北大学高级材料研究所助理教授、该论文的合著者 Yi Shuang 解释道。“我们沉积的 NbTe 4 薄膜最初是非晶态的，但可以通过在 272 ℃ 以上的温度下退火结晶为 2D 层状晶相。”
与传统的非晶态相变材料(例如Ge 2 Sb 2 Te 5 (GST))不同，NbTe 4 表现出低熔点和高结晶温度。这种独特的组合降低了复位能量并提高了非晶相的热稳定性。
制造出 NbTe 4后，研究人员评估了其开关性能。与传统的相变存储化合物相比，它的运行能量显着降低。预计 10 年数据保留温度高达 135 ℃，优于 GST 的 85 ℃，这表明 NbTe 4具有出色的热稳定性以及 在汽车等高温环境中使用的可能性行业。此外，NbTe 4 还表现出约 30 纳秒的快速切换速度，进一步凸显了其作为下一代相变存储器的潜力。
“我们为开发高性能相变存储器开辟了新的可能性，”爽补充道。“凭借 NbTe 4的低熔点、高结晶温度和出色的开关性能，它被定位为解决当前 PCM 面临的一些挑战的理想材料。”
该小组的发现细节于 2023 年 6 月 20 日发表在 《先进材料》杂志上 。
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