复旦新成果 U盘大小存储器容量达十几G

        移动硬盘读写速度太慢？随身U盘容量不够？电子标签逐一扫描费时？这些日常生活中与数据相关的问题，其实都与“存储器”有关。近日，复旦大学信息科学与工程学院微电子学系江安全教授在高密度铁电阻变存储器(Ferro-RRAM)的研究中取得了重大进展，他带领的研究小组与中科院物理所、首尔大学、剑桥大学等教授合作，基于BiFeO3薄膜，证明了一种铁电自发极化方向调制的p-n结电流，可运用于高密度信息的非挥发存储。这也就意味着，在存储器领域中，读写速度更快、可靠性更强、体积更小的存储器有望诞生，其原理已经取得实验证实。


 

　　据江安全教授介绍，铁电存储器最大的优点在于读写速度快。打个简单的比方，我们现在使用电脑读取硬盘时，无法实现较快速度的原因不在于CPU的技术无法实现，而是因为有大量的时间耗费在了数据交换上。相比现在使用广泛的闪存硬盘以毫秒为单位的运转速度，铁电存储器可以达到几十纳秒，快了106倍，可广泛应用于高性能移动数字设备和电脑中，大大提升了读写数据的效率。

　　同时，把存储器做得越来越小且容量越来越大，是诸多研究人员的努力方向，归根结底就是提高存储器的密度。江安全教授介绍，正是由于铁电变阻器在“高密度”研究方面的成功突破，使得它单位体积内的存储容量比现有的电容存储器等有了巨大的提升空间。在未来，像现有U盘大小的存储器可以有几十G的存储量，将不再是梦想。

　　除了信息高密度存储和快速擦写特性，铁电存储器还具备了电压低、成本低、损耗低、体积小的优点，具有极大的产业化潜力，尤其是在电子标签、移动电话、公交卡、随身听、游戏卡和数码相机等耗电少的电子产品中将率先得到应用和发展。例如，对数码相机而言，如果存储器所需电压较高，电池就得做大，否则电力无法持久，铁电存储器就可实现低电压的条件。又如，在电子标签领域，也就是我们所熟悉的“条形码”，在不提高每个几分钱成本的前提下，使用铁电存储器可以大大节省结账的时间，原本需要逐一扫描的条形码可以成批同时扫描。这些有可能被实现的实际应用都将更加便利我们的生活。

　　从理论上而言，铁电存储器可以在千兆赫兹以上的快速电路中与CPU中枢直接对话，最终可以形成一种通用存储器，从而替代目前市场上各种类别的存储器，具有极广泛的商业价值。

　　此次复旦大学的高密度铁电阻变存储器（Ferro-RRAM）研究成果已在材料类国际顶级刊物《Advanced Materials》杂志上（影响因子8.379）发表，并申请了基于该原形器件工作原理的两项国内发明专利和一项国际专利，为其今后的产业化进程奠定了基础。