铁电材料创芯片存储密度新纪录

日本东北大学的科学家们在实验室中使用铁电存储技术将存储芯片的存储密度提高到每平方英寸4万亿（trillion）个字节，创造了还处于实验阶段的铁电存储体的世界新纪录，该密度是目前最先进的磁性硬盘存储器存储密度的8倍左右，研究发表在《应用物理学快报》（Applied Physics Letters）上。该数据存储设备扫描一个细小的悬臂的尖顶，该尖顶同铁电设备的表面相接触，当写入数据时，发送的电脉冲会通过该尖顶，改变相应位置的一个细小环形点上的电子极性和非线性的介电常数。当读取数据时，同样的尖顶可探测被改变区域的非线性介电常数的变化。该项目负责人表示，希望这种铁电存储系统能够替代磁性硬盘或者闪存，在需要极大数据存储密度及要求存储器体积尽可能小的应用领域大展拳脚。在铁电存储技术研发的初期，研究者们就注意到了一个问题：当正在被写入铁电存储设备的数据要求一个接着一个写入几个连续的数据标志时，写入时产生的极化区域会彼此融合在一起，导致被写的极化区域超过正常的范围，字节之间的区别由此不再那么明显。为此，研究人员研发出一种方法，可以预测到这种数据中存在的连续的数据标记串情况，在写入此类数据时，将发送给尖顶的电脉冲电压减小10%左右，这样，数据标记之间的区别非常明显，从而解决了这个问题。据悉，铁电存储技术早在1921年提出，直到1993年美国Ramtron国际公司成功研发出第一个4K位的非易失性铁电存储器（FRAM），其具有读写速度快（不用担心掉电后会丢失数据）、擦写次数多、超低功耗等几个突出优点。尽管铁电体存储技术具有仅利用电学方法而无需磁技术或热技术的优势，但是，要想提高其数据存储的密度，使其能满足商业化生产要求，研究人员需要对该技术进行富有实效的改进，包括增加存储和读取的速度以及阅读数据的精确度，并且研发出新的低成本铁电设备等。不仅如此，目前的数据存储技术也在不断进步，其存储密度甚至可能超过铁电设备，例如全球最大的硬盘、磁盘和读写磁头制造商希捷公司曾表示，他们预计传统存储技术的数据存储密度有望达到每平方英寸50万亿（trillion）字节。（来源：科技日报刘霞）