几十年来，科学家们一直在为从大型数据中心到移动传感器和其他灵活电子设备的所有领域寻找更快、更节能的存储技术。最有前途的数据存储技术之一是相变存储器，它比传统硬盘驱动器快数千倍，但耗电量大。
现在，斯坦福大学的工程师已经克服了限制相变存储器广泛采用的关键障碍。结果发表在9 月 10 日的Science研究中。
“人们长期以来一直期望相变内存能够取代我们手机和笔记本电脑中的大部分内存，”该研究的资深作者、电气工程教授Eric Pop说。“它没有被采用的一个原因是它需要比竞争内存技术更多的功率来运行。在我们的研究中，我们已经证明相变存储器既快速又节能。”
电阻
与使用晶体管和其他硬件构建的传统存储芯片不同，典型的相变存储设备由三种化学元素的化合物组成——锗、锑和碲 (GST)——夹在两个金属电极之间。
传统设备，如闪存驱动器，通过打开和关闭电子流来存储数据，这个过程用 1 和 0 表示。在相变存储器中，1 和 0 表示 GST 材料中电阻的测量值——它对电流的抵抗程度。
“典型的相变存储器件可以存储两种电阻状态：高电阻状态 0 和低电阻状态 1，”该研究的共同主要作者、博士生Asir Intisar Khan说。“我们可以利用电极产生的电脉冲产生的热量，在纳秒内从 1 切换到 0，然后再切换回来。”
加热到大约 300 华氏度(150 摄氏度)会使 GST 化合物变成具有低电阻的结晶状态。在大约 1,100 F (600 C) 时，结晶原子变得无序，将一部分化合物转变为具有更高电阻的非晶态。非晶态和晶态之间的巨大电阻差异用于对存储器进行编程和存储数据。
“这种大的电阻变化是可逆的，可以通过打开和关闭电脉冲来引起，”汗说。
“你可以在几年后回来，通过读取每一位的电阻来读取内存，”波普说。“此外，一旦设置了内存，它就不会使用任何电源，类似于闪存驱动器。”
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