隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來,存儲(chǔ)器的性能面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),比如存儲(chǔ)密度、存儲(chǔ)速率和能量損耗等。傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器由于其有限的存儲(chǔ)密度和過高的能耗無法滿足高性能存儲(chǔ)器的需求。尋找新型存儲(chǔ)器是應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)帶來挑戰(zhàn)的唯一途徑。電存儲(chǔ)器和全光子存儲(chǔ)器被認(rèn)為是最有可能實(shí)現(xiàn)超高密度存儲(chǔ)、高存儲(chǔ)效率和低能耗的存儲(chǔ)器。但是,目前這些存儲(chǔ)器的研究中仍然存在以下問題:（1）對(duì)于電存儲(chǔ)器來說,它被認(rèn)為是最有前景的下一代存儲(chǔ)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(jī)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(fèi)米能級(jí)位置的改變。其次,目前報(bào)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(duì)于全光子存儲(chǔ)器來說,它可以突破目前電子計(jì)算機(jī)中存在的馮-諾依曼瓶頸,避免電-光信號(hào)的轉(zhuǎn)換從而大幅度提高存儲(chǔ)速率。但是目前存儲(chǔ)器的占空較大,研究表明通過降低激光波長(zhǎng)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(huì)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(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電存儲(chǔ)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(chǔ)器。電電極、絕熱層和相變層構(gòu)成“T”型的存儲(chǔ)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(chǔ)單元組成，如圖 1.2 所示。圖 1.1 電存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)單元[28]Figure 1.1 The basic cell of PCRAM[28].

電存儲(chǔ)器主要是利用相變材料的電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行存儲(chǔ)。作為電存儲(chǔ)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(shí)，電阻較達(dá)到 106-108數(shù)量級(jí)。外部施加一個(gè)長(zhǎng)而弱的脈沖電壓，使相變材料內(nèi)到結(jié)晶溫度以上，熔點(diǎn)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(duì)應(yīng)著二進(jìn)制中的“1”），這個(gè)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(shí)，它的電阻會(huì)驟然降低到 10-1-103數(shù)量級(jí)。當(dāng)一個(gè)短而強(qiáng)的脈沖電壓，會(huì)使相變材料內(nèi)部的溫度迅速達(dá)到熔點(diǎn)以上。材料會(huì)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(huì)急速冷初始的非晶狀態(tài)（RESET 過程，對(duì)應(yīng)著二進(jìn)制中的“0”）。電存儲(chǔ)器中取也是通過相變材料電阻的變化反饋回來的電信號(hào)來判斷此時(shí)的邏輯態(tài)


本文編號(hào)：3108514