碳奈米管讓相變記憶體更省電
- 上線日期：2011/3/30 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
相變材料(phase-change material)已經應用在可重複寫入式光碟片上，但由於需要使用較高功率的電源，無法使用於手機或攜帶式的裝置上。最近，美國科學家找到一種方法能縮小記憶體的體積，所需的操作功率只有市售最佳裝置的百分之一。
可重複寫入式DVD採用的相變材料通常是縮寫為GST硫屬合金，例如碲化鍺銻，利用電壓脈衝來產生熱，讓材料在高電阻的非結晶態(代表“關”)與低電阻的結晶態(代表“開”)之間切換。一旦關掉電源，這些狀態會保存下在，因此很適合用來製作快閃記或硬碟之類的非揮發式記憶體。不僅如此，相變材料的切換只需數奈秒(ns)，比快閃記憶體還快，不過這種記憶體需較高功率來切換。
伊利諾大學香檳分校(UIUC)的Eric Pop等人以奈米碳管搭配GST解決了這個問題。他們先利用電子崩潰的方法在奈米管中間製造出20~300 nm的微小缺口，接著在缺口處填入GST材料。由於填入的GST為非晶相，電阻高達50 MΩ因此該元件最初處於“關”的狀態；接上電源後，跨過碳管缺口的電場會將GST轉變成結晶相，電阻降至約0.5 MΩ。
由於上述狀態切換只發生在碳管缺口中的奈米材料，因此相較於目前使用金屬線連接相變材料的最先進裝置，消耗的功率少多了。研究人員指出，這個技術的重要性是相變材料有潛力能取代筆記型電腦、手機中的快閃記憶體。耗電量減少100倍意味著電池壽命可以變長、裝置也較輕便，甚至將催生出許多新奇的應用。
雖然，伊利諾團隊已經將耗電量減少100倍，但此一技術還未達到極限，尚有進步空間。Pop表示，該團隊正在進一步設法減少耗電(他們認為還有10個可能的因素)，也將進一步改進記憶體的使用壽命。詳見近期的Sciencexpress | doi:10.1126/science.1201938。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/45377
譯者:王雅惠(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
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