隨著大數(shù)據(jù)時代的到來,存儲器的性能面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),比如存儲密度、存儲速率和能量損耗等。傳統(tǒng)的動態(tài)隨機存儲器由于其有限的存儲密度和過高的能耗無法滿足高性能存儲器的需求。尋找新型存儲器是應(yīng)對大數(shù)據(jù)帶來挑戰(zhàn)的唯一途徑。電存儲器和全光子存儲器被認(rèn)為是最有可能實現(xiàn)超高密度存儲、高存儲效率和低能耗的存儲器。但是,目前這些存儲器的研究中仍然存在以下問題:（1）對于電存儲器來說,它被認(rèn)為是最有前景的下一代存儲器候選者,然而,電阻漂移仍是阻礙其發(fā)展的問題之一。首先,電阻漂移機理存在分歧。一些人認(rèn)為電阻漂移起源于結(jié)構(gòu)弛豫引起的帶隙變寬;另一些人認(rèn)為電阻漂移起源于帶隙中缺陷態(tài)的減少引起的費米能級位置的改變。其次,目前報道的相變薄膜的電阻漂移指數(shù)最低值在0.05⁰.06之間,距離理想值0.01較遠(yuǎn),怎樣有效降低電阻漂移的思路尚未提出。（2）對于全光子存儲器來說,它可以突破目前電子計算機中存在的馮-諾依曼瓶頸,避免電-光信號的轉(zhuǎn)換從而大幅度提高存儲速率。但是目前存儲器的占空較大,研究表明通過降低激光波長可以降低占空。遺憾地是,相變材料在紫外-可見光范圍內(nèi)消光系數(shù)比較大,這會帶來很高的能量... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電存儲器的基本結(jié)構(gòu)單元[28]

里主要介紹利用相變材料的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)研發(fā)的兩種存儲器。電電極、絕熱層和相變層構(gòu)成“T”型的存儲單元組成，如圖 1.1 所器由波導(dǎo)管和相變層構(gòu)成的基本存儲單元組成，如圖 1.2 所示。圖 1.1 電存儲器的基本結(jié)構(gòu)單元[28]Figure 1.1 The basic cell of PCRAM[28].

電存儲器主要是利用相變材料的電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行存儲。作為電存儲器中關(guān)相變材料可以在非晶態(tài)和結(jié)晶態(tài)之間快速可逆地轉(zhuǎn)變，并伴隨著電阻的[30]。圖 1.3 為相變材料轉(zhuǎn)變示意圖。當(dāng)相變材料處于非晶態(tài)時，電阻較達(dá)到 106-108數(shù)量級。外部施加一個長而弱的脈沖電壓，使相變材料內(nèi)到結(jié)晶溫度以上，熔點以下。它可以從無序的非晶態(tài)迅速地轉(zhuǎn)變?yōu)橛行颍⊿ET 過程，對應(yīng)著二進(jìn)制中的“1”），這個過程通常僅有十幾納秒甚當(dāng)相變材料處于結(jié)晶態(tài)時，它的電阻會驟然降低到 10-1-103數(shù)量級。當(dāng)一個短而強的脈沖電壓，會使相變材料內(nèi)部的溫度迅速達(dá)到熔點以上。材料會由有序的結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴趹B(tài)，撤去脈沖電壓之后，它會急速冷初始的非晶狀態(tài)（RESET 過程，對應(yīng)著二進(jìn)制中的“0”）。電存儲器中取也是通過相變材料電阻的變化反饋回來的電信號來判斷此時的邏輯態(tài)


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