国际团队开发出非易失性铁电畴壁存储器原型

原标题：国际团队开发出非易失性铁电畴壁存储器原型

[据物理学组织网站2017年6月26日报道] 近日，由来自澳大利亚、美国和中国的研究人员组成的国际研究团队，成功开发出非易失性铁电畴壁存储器的功能性原型。该研究论文已被《科学进展》杂志接收。

铁电畴壁是含有将相同极化区隔离缺陷的一种拓扑结构。由这种特殊拓扑结构的独特导电特性催生出一个被称为“畴壁纳电子学”的全新科学领域。畴壁纳电子学将畴壁视为信息存储的新途径——通过畴壁的引入或去除能够生成可读写的二元状态。此外，与常规内存技术类似，存储的信息可以以无损的方式被读取。研究人员采用纳米制造技术来制作他们专为畴壁存储器而进行特殊设计的电极，当前这些电极的尺寸已经被研究人员降到了100纳米以下。

铁电材料与铁磁材料相似，都具有永久偶极矩。不同的是前者是电偶极矩，而后者是磁偶极矩，这就意味着铁电材料能够通过电场进行定向而不是磁场。与铁磁材料相似，铁电材料也具有畴壁，但与铁电材料的畴壁要比铁磁材料中的要小得多，这就使更小尺寸、特别是1纳米尺度存储材料的制备成为了可能。与当前的硅基CMOS结构相比，这种尺寸上的减小可达10倍以上。制造畴壁存储器需要构建可通过电脉冲生成或破坏的畴壁。研究人员采用纳米光刻技术在铁酸铋（BiFeO3）薄膜上成功实现了Pt/Ti合金电极的图形化工艺，从而完成了存储器结构的构建。

研究人员指出，他们所采用的畴壁材料具有独特的电阻态能够在多个能级进行数据存储，因此具备可调谐能力研究人员还强调这种铁电畴壁存储其的功耗要比传统存储器小很多。经实验测试，该铁电畴壁存储器原型进行读取操作时的电压低于3伏，存储时的电流开关比相当高，可达到大约103量级，具有较低的误读率和较长的使用寿命。（工业和信息化部电子第一研究所 李铁成）