碲化鈮展現下一代存儲器材料前景

(資料圖)

美國東北大學研究人員驗證了濺射技術在制造大面積二維范德華四硫屬化物方面的潛在用途。利用這項技術，他們制造并鑒定了一種非常有前途的材料——碲化鈮，它具有約447℃（起始溫度）的超低熔點。這一成果發表在最近的《先進材料》雜志上。

圖片來源：《先進材料》

相變存儲器是一種非易失性存儲器，它利用相變材料從非晶態（原子無序排列）轉變為晶態（原子緊密堆積在一起）的能力。這種變化產生了可逆的電特性，可用于存儲和檢索數據。近年來，二維范德華過渡金屬二硫屬化物已成為一種有前景的相變材料，可用于相變存儲器。

雖然這一領域還處于起步階段，但相變存儲器由于其高存儲密度和更快的讀寫能力，有望徹底改變數據存儲。但與這些材料相關的復雜開關機制和制造方法，仍然給大規模生產帶來了挑戰。

研究人員表示，濺射是一種廣泛使用的技術，涉及將材料薄膜沉積到基板上，從而能夠精確控制薄膜的厚度和成分。此次新研究所沉積的碲化鈮薄膜最初是非晶態的，但通過在272℃以上的溫度下退火可結晶為二維層狀晶相。

與傳統的非晶態相變材料不同，碲化鈮表現出低熔點和高結晶溫度。這種獨特的組合降低了復位能量并提高了非晶相的熱穩定性。研究人員評估了碲化鈮的開關性能，與傳統的相變存儲化合物相比，它的運行能量顯著降低。

團隊預計，新材料可在高達135℃的溫度下保留數據10年，優于傳統非晶態相變材料的85℃，這表明碲化鈮具有出色的熱穩定性以及在汽車行業等高溫環境中使用的可能性。此外，碲化鈮還表現出約30納秒的快速切換速度，進一步凸顯了其作為下一代相變存儲器的潛力。

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