Ultralavt strømforbrug til dataregistrering

Et team af forskere ved Tohoku University, i samarbejde med National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) og Hanyang University, har udviklet nyt faseændringsmateriale med elektriske egenskaber, der adskiller sig fra konventionelle materialer. Dette nye materiale tillader en drastisk reduktion af strømforbruget til dataregistrering i ikke-flygtig random access-hukommelse.

Phase change random access memory (PCRAM) er en næste generations praktiske ikke-flygtige hukommelse. PCRAM forventes ikke kun at erstatte flashhukommelse, men også til at blive brugt til hukommelse i lagerklassen, som kan afbøde forskellen i latenstider mellem DRAM og flash -hukommelse.

Princippet for PCRAM-drift er afhængig af ændringen i elektrisk modstand mellem amorfe tilstande med høj modstand og krystallinske tilstande med lav modstand i faseændringsmateriale.

Ge-Sb-Te (GST) er et faseændringsmateriale til PCRAM-applikation. GST kan fungere ved høje hastigheder, men har dårlig datalagring ved høje temperaturer (~ 85 grader C) og har brug for høj effekt til dataregistrering.

Dette nyudviklede faseændringsmateriale, Kr ₂ Ge ₂ Te ₆ , udviser en omvendt modstandsændring fra amorfe tilstander med lav modstand til krystallinske tilstande med høj modstand. Forskerne demonstrerede, at Cr ₂ Ge ₂ Te ₆ kan opnå en reduktion på mere end 90 procent i strømforbruget til dataoptagelse sammenlignet med at bruge konventionel GST-hukommelsescelle.

Samtidigt, Kr ₂ Ge ₂ Te ₆ viste sig at kombinere en hurtigere driftshastighed (~ 30 ns) og en højere dataopbevaringsegenskab (over 170 grader C) end konventionelle materialer. Sammenligning med andre rapporterede materialer indikerer, at Cr ₂ Ge ₂ Te ₆ kan bryde afvejningsforholdet mellem datalagring og driftshastighed.

Forskerne mener, at den inverse modstand ændrer Cr ₂ Ge ₂ Te ₆ er et gennembrudsmateriale til PCRAM med kombineret lavdriftsenergi, høj datalagring og hurtig betjeningshastighed.