從手表到整個建筑物，我們制造的“智能”物體越多，這些設(shè)備就越需要快速存儲和檢索海量數(shù)據(jù)而不會消耗太多電力。

數(shù)百萬個新的存儲器單元可以成為計算機芯片的一部分，并且由于在稱為二碲化鉬的材料中發(fā)現(xiàn)了以前未被觀察到的功能，因此可以節(jié)省速度和能量。

二維材料堆疊成多層以構(gòu)建存儲器單元。普渡大學(xué)的研究人員與美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)和Theiss Research Inc.合作設(shè)計了這種設(shè)備。他們的工作出現(xiàn)在Nature Materials的在線期刊上。

芯片制造商公司長期以來一直呼吁采用更好的存儲技術(shù)，以實現(xiàn)不斷增長的智能設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。下一代可能性之一是電阻隨機存取存儲器，或簡稱RRAM。

在RRAM中，電流通常通過由堆疊材料構(gòu)成的存儲器單元驅(qū)動，從而產(chǎn)生電阻變化，其將數(shù)據(jù)記錄為存儲器中的0和1。存儲器單元中的0和1的序列識別計算機讀取以執(zhí)行功能然后再次存儲到存儲器中的多條信息。

材料需要足夠穩(wěn)健，足以存儲和檢索數(shù)據(jù)至少數(shù)萬億次，但目前使用的材料太不可靠。因此，RRAM尚未在計算機芯片上廣泛使用。

二碲化鉬可能持續(xù)所有這些周期。

“我們還沒有使用這種新材料探索系統(tǒng)疲勞，但我們希望，由于我們觀察到的獨特切換機制，它比其他方法更快，更可靠”，普渡大學(xué)的Barry M.和Joerg Appenzeller Patricia L. Epstein電氣與計算機工程教授，Birck納米技術(shù)中心納米電子學(xué)科學(xué)主任。

鉬二碲化物允許系統(tǒng)在0和1之間更快地切換，可能增加存儲和檢索信息的速率。這是因為當(dāng)向電池施加電場時，原子移位一小段距離，導(dǎo)致高電阻狀態(tài)，標(biāo)記為0，或低電阻狀態(tài)，標(biāo)記為1，這可能比在傳統(tǒng)的RRAM設(shè)備中進行切換。

“由于這些電阻狀態(tài)需要更少的電力來改變，電池可能會持續(xù)更長時間，”Appenzeller說。

在計算機芯片中，每個存儲器單元將位于導(dǎo)線的交叉處，形成稱為交叉點RRAM的存儲器陣列。

Appenzeller的實驗室希望探索構(gòu)建一個堆疊的存儲單元，該存儲單元還包含計算機芯片的其他主要組件：“邏輯”，處理數(shù)據(jù)，“互連”，傳輸電信號的電線，利用新型電子材料庫在NIST。

“邏輯和互連也消耗電池，因此完全二維架構(gòu)的優(yōu)勢在于在一個小空間內(nèi)提供更多功能，并在存儲器和邏輯之間實現(xiàn)更好的通信，”Appenzeller說。