據消息，該所研究員宋志棠、王浩敏組成聯合研究團隊，首次采用GNR邊緣接觸制備出目前世界上最小尺寸的相變存儲單元器件。

7月18日，相關研究成果以《通過石墨烯納米帶邊界接觸實現相變存儲器編程功耗最小化》（Minimizing the programming power of phase change memory by using graphene nanoribbon edge-contact）為題，在線發表在《先進科學》上。

據了解，當今數據生產呈現爆炸式增長，傳統的馮·諾依曼計算架構已成為未來繼續提升計算系統性能的主要技術障礙。

而相變隨機存取存儲器（PCRAM）可以結合存儲和計算功能，是突破馮·諾依曼計算構架瓶頸的理想路徑選擇。

PCRAM具有非易失性、編程速度快和循環壽命長等優點，但其中相變材料與加熱電極之間的接觸面積較大，造成相變存儲器操作功耗較高，如何進一步降低功耗成為相變存儲器未來發展面臨的最大挑戰之一。

研究團隊采用石墨烯邊界作為刀片電極來接觸相變材料，可實現萬次以上的循環壽命。

當GNR寬度降低至3nm，其橫截面積為1nm2，RESET電流降低為0.9 μA，寫入能耗低至~53.7 fJ。該功耗比目前最先進制程制備的單元器件低近兩個數量級，幾乎是由碳納米管裂縫（CNT-gap）保持的原最小功耗世界紀錄的一半。

中國科學院稱，這是目前國際上首次采用GNR邊緣接觸實現極限尺寸的高性能相變存儲單元，器件尺寸接近相變存儲技術的縮放極限。該新型相變存儲單元的成功研制代表了PCRAM在低功耗下執行邏輯運算的進步，為未來內存計算開辟了新的技術路徑。

采用GNR邊緣接觸制備出目前世界上最小尺寸的相變存儲單元器件（a）相變存儲單元結構示意圖；（b）功耗與接觸面積的關系。

器件循環壽命的偏壓極性依賴性。（a）測量設置示意圖；（b）~3 nm 寬 GNR 邊界電極相變存儲單元在不同電壓極性下的循環壽命。

總結

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