迄今最小原子存储单元面世横截面积仅一平方纳米

科技日报北京11月26日电 （记者刘霞）据物理学家组织网23日报道，美国科学家研制出了迄今最小的存储设备，其横截面积仅1平方纳米，容量约为25兆比特/平方厘米，与目前的商用闪存设备相比，每层的存储密度提高了100倍。研究人员表示，最新研究有助于科学家研制出更快、更小、更智能、更节能的芯片，应用于从消费电子到类脑计算机等多个领域。

研究人员称，最新研究基于他们两年前的研究成果。当时，他们研制出了那时最纤薄的存储设备——“atomristor”，其厚度仅为单个原子厚度。但要使存储设备变得更小，横截面积也要更小。因此，在最新研究中，他们将存储器的横截面积缩小到仅1平方纳米。

研究人员解释称，制造存储设备的材料中的缺陷或孔洞是其拥有高密度存储能力的关键所在。最新研究负责人、得克萨斯大学奥斯汀分校电气和计算机工程学系教授德杰·阿金沃德说：“当一个额外的金属原子闯入纳米孔洞内并填充它时，会将自己的一些导电性能赋予材料，这会产生变化或存储效应。”

阿金沃德介绍道，最新研制出的存储器是一种忆阻器，这是存储器研究领域的“香饽饽”，它们可以做更小，同时拥有更多存储容量。存储设备越小，越有望催生更小的芯片和处理器，如此也有助科学家们研制出更紧凑的计算机和手机。缩小尺寸也可以降低存储器的能耗并提高存储容量，这意味着科学家们可以研制出能耗更少但运行速度更快、更智能的设备。

美国陆军研究办公室资助了这一研究，该办公室项目经理帕尼·瓦拉纳西说：“这项研究获得的结果为开发国防部感兴趣的下一代应用，如超高密度存储、神经形态计算系统、射频通信系统等铺平了道路。”

阿金沃德说：“存储器领域的‘圣杯’是用单个原子控制存储功能，我们在新研究中实现了这一点。尽管最新研究使用二硫化钼作为主要纳米材料，但我们认为，该发现可能适用于数百种相关的原子厚度的纤薄材料。”

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忆阻器就是记忆电阻，最吸引人的一点：它可以记忆流经它的电荷数量，或者说，能记住很多信息，这和生物的神经细胞非常像。亦因此，对忆阻器的研发总是和神经形态计算系统联系在一起。人们曾经很担心这一研究最终会导致《终结者》里的“天网”出现，其获得自我意识后对创造者人类倒戈相向。但就目前的研究水平来说，这一担心还为时过早。越来越小的忆阻器的出现，可以帮助我们实现更小的芯片和处理器，消耗更少的电力、占用更少的空间，然后在遥远的未来，或真正出现一套与生物大脑没有太大区别的计算系统。