基于GeSbTe纳米线无序度调控的非熔融相变存储机理及性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61774068
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0408.新型信息器件
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Phase change memory is the most promising candidate for the next generation memory technology. However, a desperately high RESET or SET current is needed for joule-heating induced typical melt-amorphization-crystalization switching cycling, and results in serious thermal crosstalk among adjacent memory cells. Thus, power consumption and thermal stability become the bottleneck of the phase change memory commercialization. In order to solve the above mentioned problem, we propose a disorder induced non-melting solid-to-solid phase change mechanism to realize the dramatic resistance switching. It is based on the short period atomic arrangement of textured GeSbTe nanowires which makes the atom moving along one direction instead of three directions, resulting in a decrease of configurational entropy and presence of a non-melting switching. This project is firstly focused on the preparation method of highly textured GeSbTe nanowires by electrochemical deposition and then the ground state structure of the GeSbTe nanowires is deduced for realizing the non-melting phase change memory. The absence of melting state is confirmed as well disorder evolution during the switching, contributing to an in-depth understanding of the non-melting phase change storage mechanism. At last, we verify the great improved performance of memory cells such as the power consumption, read/wirte speed and thermal stability with the explanation of non-melting phase change mechanism. This progress is of great significant for promoting the further commercial development of newly designed low-power and high density memory device with proprietary intellectual property rights.
相变存储器被认为是最有潜力的下一代半导体存储技术之一,但是其热致熔融相变机制往往需要较大的操作电流,并导致邻近单元之间严重的热串扰问题,使得器件功耗及热稳定性成为制约相变存储器大规模商用化的重要瓶颈。为了从根本上解决这一问题,本项目提出了一种基于无序调控的非熔融固-固相变来实现高低阻变化,主要利用GeSbTe纳米线高度择优取向的短周期原子排列结构,使其在势垒较低的方向上优先发生位移而不需历经三维方向的结构调整,体系熵变大为降低,无需经过高能耗的熔融过程。项目主要研究高度择优取向GeSbTe纳米线的电化学沉积方法,建立非熔融相变纳米线基态结构模型,判断纳米线相变前后是否经历熔融过程,分析其无序度演变规律,并探寻非熔融无序相变存储机理,最后验证非熔融无序相变单元在器件功耗、读写速度以及热稳定性方面的改善作用。这对推动具有自主知识产权的新型低功耗、高密度相变存储器技术逐步走向市场具有重要意义。

结项摘要

RESET电流过大是导致相变存储器热串扰的重要因素,本项目提出了非熔融相变机制来降低RESET电流,并基于电化学沉积方法制备实现超低功耗的Ge-Sb-Te纳米线相变存储器件,取得的主要成果如下:.(1)优化了电解液以及沉积参数,解决了业界普遍面临的Ge与Sb/Te共沉积的难题,首次基于电化学法制备出直径低至31.39nm且取向良好的Ge-Sb-Te纳米线;.(2)基于第一性原理计算,提出了Ge-Sb-Te体系基于无序度调控的相转变模型,并在TEM微观表征等实验基础上提出了Ge-Sb-Te纳米线特有的局域非晶网络结构导致的低功耗相变机制;.(3)基于双束电镜法、电泳法和抛洒法等优化了小尺寸纳米线相变存储器件的制备方法,有效改善了纳米线的接触问题,测得Ge-Sb-Te纳米线器件的主要电学性能如下:阈值电流为0.54µA(比传统GeSbTe器件低2个量级,具有非常低的功耗),写电压为1.4V,擦写速度为30ns,并表现出较好的多值特性。. 该项目研究为降低相变存储器的RESET电流、解决热串扰问题提供了一种新的思路。并且项目采用的电化学制备方法相较于传统PVD制备方法有更好的小孔填充能力,更适用于垂直三维集成器件的制备,这对开发新型低功耗、高密度三维相变存储器具有重要指导意义。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
Self-screening induced abnormal stability of ferroelectric phase in GeTe ultrathin films
自屏蔽导致GeTe超薄膜中铁电相的异常稳定性
  • DOI:
    10.1063/1.5049888
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    Applied Physics Letters
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Wang Xiaojie;Zhou Lingjun;Feng Jinlong;Wang Sheng;Qian Hang;Tong Hao;Miao Xiangshui
  • 通讯作者:
    Miao Xiangshui
Performance Improvement of GeTex-Based Ovonic Threshold Switching Selector by C Doping
通过 C 掺杂改进基于 GeTex 的 Ovonic 阈值开关选择器的性能
  • DOI:
    10.1109/led.2021.3064857
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
    IEEE Electron Device Letters
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Wang Lun;Cai Wang;He Da;Lin Qi;Wan Daixing;Tong Hao;Miao Xiangshui
  • 通讯作者:
    Miao Xiangshui
10 MA cm− 2 current density in nanoscale conductive bridge threshold switching selector via densely localized cation sources[J]
密集局域阳离子源纳米级导电桥阈值切换选择器中10 MA cm±2电流密度[J]
  • DOI:
    10.1039/d1tc02150h
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry C
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Qi Lin;Jinlong Feng;Junhui Yuan;Long Liu;Jason K. Eshraghian;Hao Tong;Ming Xu;Xingsheng Wang;Xiangshui Miao
  • 通讯作者:
    Xiangshui Miao
Experimental evidence for non-purely electric field-induced threshold switching and modified thermal-assisted model in GeTe phase change material
GeTe相变材料中非纯电场引起的阈值切换和改进的热辅助模型的实验证据
  • DOI:
    10.1063/5.0048883
  • 发表时间:
    2021-05-17
  • 期刊:
    APPLIED PHYSICS LETTERS
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Chen, Ziqi;Tong, Hao;Miao, Xiangshui
  • 通讯作者:
    Miao, Xiangshui
Threshold switching memristor-based stochastic neurons for probabilistic computing
用于概率计算的基于忆阻器的阈值切换随机神经元
  • DOI:
    10.1039/d0mh01759k
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Materials Horizons
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Wang Kuan;Hu Qing;Gao Bin;Lin Qi;Zhuge Fu-Wei;Zhang Da-You;Wang Lun;He Yu-Hui;Scheicher Ralph H.;Tong Hao;Miao Xiang-Shui
  • 通讯作者:
    Miao Xiang-Shui

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

基于布尔矩阵和MapReduce的FP-Growth算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    华南理工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈兴蜀;张帅;童浩;崔晓靖
  • 通讯作者:
    崔晓靖
基于引用启发式和URL语义相结合的会话识别方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机应用研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张帅;陈兴蜀;童浩;崔晓靖
  • 通讯作者:
    崔晓靖
智慧城市中的限量弧优化问题
  • DOI:
    10.16453/j.cnki.issn2096-5036.2021.05.011
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    人工智能
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚新;唐珂;梅一;刘佳琳;黄长武;童浩
  • 通讯作者:
    童浩
生物粉末活性炭对二级出水中抗性基因转移扩散的影响
  • DOI:
    10.19672/j.cnki.1003-6504.2020.02.019
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    环境科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙丽华;童浩;阳兵兵;高呈;冯萃敏
  • 通讯作者:
    冯萃敏
一例嵌合抗原受体修饰T细胞联合微移植治疗复发/难治急性淋巴细胞白血病患者的护理
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.1672-7088.2018.04.015
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国实用护理杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    仉慧娟;童浩;张燕晖;陈荔;陈懿;杨洋;孙洁薇;周晖;丰明星
  • 通讯作者:
    丰明星

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

童浩的其他基金

基于电输运分析的Te基OTS选通管机理及性能调控研究
  • 批准号:
    62174065
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    57.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于电输运分析的Te基OTS选通管机理及性能调控研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    57 万元
  • 项目类别:
    面上项目
纳米尺度相变记录材料的制备及其相变机理研究
  • 批准号:
    61306005
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码