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台团队实现二维材料铁电电晶体 次世代记忆体内运算有??成真
 

【CTIMES / SMARTAUTO ABC_1 报导】    2024年02月21日 星期三

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由台湾师范大学物理系蓝彦文教授与陆亭桦教授组成的联合研究团队,在铁电材料领域取得了重大突破,开发出基於二维材料二硫化??的创新铁电电晶体(ST-3R MoS2 FeS-FET),厚度仅有1.3奈米,具备低操作电压的铁电材料半导体元件,解决了传统铁电电晶体缩小尺寸、降低功耗的难题,并为创新的记忆体内运算(Compute in-memory)架构带来更隹的发展潜力。

基於二维材料二硫化??的创新铁电电晶体(ST-3R MoS2 FeS-FET)晶圆
基於二维材料二硫化??的创新铁电电晶体(ST-3R MoS2 FeS-FET)晶圆

蓝彦文教授表示,铁电材料具备非挥发性记忆体的特性,拥有极高的读写速度,并能够在断电情况下持续保存资料。但传统铁电电晶体元件尺寸减小时,电偶极化会出现不稳定的现象,而且元件制程极其复杂。

研究团队开发出一种基於剪切转变的菱面堆积二硫化??铁电电晶体 (ST-3R MoS2 FeS-FET),该材料使用化学气相沈积(CVD)成长出拥有介面间铁电性的双层二硫化??,藉由成长过程中所建造出的可移动晶界产生双层介面间的滑移现象,表现出可翻转的垂直方向自发电极化。

蓝彦文教授指出,这种新兴的铁电电晶体元件具备极低的读写电压、快速读写和高稳定性,且制程步骤也采用工业界广泛应用的技术,与工业制程标准有高度的相容性。

再者,蓝彦文教授也提到,这种超薄铁电晶体厚度仅2层二维材料原子,对3奈米(sub-3nm)技术以下制程的技术有高度的发展潜力;另一方面,由於铁电电晶体同时具备运算与储存的特性,因此对於与AI运算息息相关的记忆体内运算(Compute in-memory)技术也有极大的发展空间,是次世代运算技术的关键材料。

關鍵字: 铁电记忆体,记忆体内运算 
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