数据使用耗尽电池 微型设备可在加速内存的同时节省电量

从手表到整个建筑物，我们制造的“智能”物体越多，这些设备就越需要快速存储和检索大量数据而不会消耗太多电力。

数百万个新的存储器单元可以成为计算机芯片的一部分，并且由于在称为二碲化钼的材料中发现了以前未被观察到的功能，因此可以节省速度和能量。

二维材料堆叠成多层以构建存储器单元。普渡大学的研究人员与美国国家标准与技术研究院(NIST)和Theiss Research Inc.合作设计了这种设备。他们的工作出现在Nature Materials的在线期刊上。

芯片制造商公司长期以来一直呼吁采用更好的存储技术，以实现不断增长的智能设备网络。这些下一代可能性之一是电阻随机存取存储器，或简称RRAM。

在RRAM中，电流通常通过由堆叠材料构成的存储器单元驱动，从而产生电阻变化，其将数据记录为存储器中的0和1。存储器单元中的0和1的序列识别计算机读取以执行功能然后再次存储到存储器中的信息。

材料需要足够稳健，足以存储和检索数据至少数万亿次，但目前使用的材料太不可靠。因此，RRAM尚未在计算机芯片上广泛使用。

二碲化钼可能会持续所有这些循环。

“我们还没有使用这种新材料探索系统疲劳，但我们希望，由于我们观察到的独特切换机制，它比其他方法更快更可靠”，普渡大学的Barry M.和Joerg Appenzeller Patricia L. Epstein电气与计算机工程教授，Birck纳米技术中心纳米电子学科学主任。

钼二碲化物允许系统在0和1之间更快地切换，可能增加存储和检索信息的速率。这是因为当向电池施加电场时，原子移位一小段距离，导致高电阻状态，标记为0，或低电阻状态，标记为1，这可能比在传统的RRAM设备中进行切换。

“由于这些电阻状态需要更少的电力来改变，电池可能会持续更长时间，”Appenzeller说。

在计算机芯片中，每个存储器单元将位于导线的交叉处，形成称为交叉点RRAM的存储器阵列。

Appenzeller的实验室希望探索构建一个堆叠的存储单元，该存储单元还包含计算机芯片的其他主要组件：“逻辑”，处理数据，“互连”，传输电信号的电线，利用新型电子材料库在NIST。

“逻辑和互连也消耗电池，因此完全二维架构的优势在于在较小的空间内实现更多功能，并在存储器和逻辑之间实现更好的通信，”Appenzeller说。

已通过普渡技术商业化办公室提交了两项美国专利申请。