1、新型存储器非二进制新型纳米存储器摘要：美国宾夕法尼亚大学研究人员研制的一种以纳米线为基础的新型信息存储器件能存储“0“、“1“和“2“这 3 位数值,不同于传统存储器件仅能存储“0“、“1“两位数值,这一创造可能催生新一代高性能信息存储器。关键词：纳米线 非二进制 存储器件 非晶态 壳结构 新型 正文：信息技术的高速发展，要求存储技术提供速度更快、容量更大、功耗更低、体积更小、寿命更长、可靠性更高的存储器。而目前存储技术的发展已跟不上处理器的发展，成为制约计算技术发展的一个瓶颈。传统的半导体工艺技术已逐渐逼近物理极限，难以大幅度提高存储器的性能。要想有突破性的进展，就必须另辟蹊径，寻找新的原理
2、和方法。目前，一些正在研究和开发的面向新世纪的存储新技术与相应的新型存储器，为未来的信息存储技术带来了一束希望之光，其中有的技术已经或部分在实验室实现，并正在向商品化目标努力。例如：联想记忆技术和可用内容寻址的存储器 CAM、智能处理技术和智能存储器、超导技术和约瑟夫逊结 RAM、全息存储技术和全息存储器、单电子存储技术和单电子存储器、质子保存信息技术和质子存储器、氢原子存储技术和氢原子存储器、生物电路技术和蛋白质分子存储器、新一代信息存储技术和高速海量存储器、建立电场技术与模拟存储器、光学存储技术和三维光存储器、纳米线为基础的新型信息存储器等。下面我将详细介绍一下美国研制出的非二进制新型纳米
3、存储器。首先说明一下纳米存储技术。纳米存储是一种超级持久的记忆设备，据说其能稳定储存信息超过 10 亿年，而存储容量也是目前储存设备的数千倍，储存密度最高可以达到每英寸 1TB。其由晶体状的铁纳米微粒组成，它们被封装在多层碳纳米管内，通过施加低电压，纳米微粒能在纳米管内移动，利用纳米微粒的不同位置对设备进行数据写入。随后还可以通过电压测定来读取数据，逆转纳米微粒的移动。也就是说，这些纳米粒创造出了一种类似硅芯片的可编程记忆系统。最让人吃惊的是，其能在很长的时间内保存高密度数据。据报道，美国宾夕法尼亚大学研究人员研制的一种以纳米线为基础的新型信息存储器件能存储“0” 、 “l”和“2”这 3 位
4、数值，不同于传统存储器件仅能存储“0” 、 “l”两位数值，这一创造可能催生新一代高性能信息存储器。宾夕法尼亚大学工程与应用科学系助理教授里奇.阿加沃称：“用纳米线制造电子存储器有很多优点，类似于我们制造的非二进制形式的纳米线存储器可能会使未来存储器件的存储密度大大增加。 ”与以晶体管为基础的传统存储器一样，以纳米线为基础的传统存储器一直以二进制为发展方向。而以纳米线为基础的非二进制存储器存储密度更大，用更少的纳米线就可获得惊人的存储能力。这将使需要具有存储能力的电子器件，也几乎是所有电子器件，变得更加紧凑。另外，更少的纳米线也意味着制造工艺会更加简单。研究人员所使用的纳米线具有一种“核壳”结
5、构，它恰似同轴电缆，由两种相变材料组成。纳米线的中心部位是锗、锑、碲的化合物，而圆柱壳由碲化锗组成。存储过程中的相变通过向纳米线施加脉冲电场获得。这一过程会加热纳米线，使其核心和壳结构由晶态（有序）变为非晶态（无序） 。这两种状态对应着两种不同的电阻：低电阻与核心和壳结构同处晶态相对应；高电阻与它们同处非晶态相对应。而这些电阻又代表着 3 位值中的两位。第三种则与纳米线核心部位处于非晶态，而壳结构处于晶态（或与此相反）相对应，其结果是产生位于高电阻和低电阻之间的中间电阻。我们知道纳米线是很好的信息存储介质，可通过改变其直径及其他可控性能来获得优越的存储效果。另外，在制造技术上，还能采用“自下而上”的方式将纳米线制成信息存储器，即利用微小结构的自然特征，使其自组装成较大的结构。这种方法可以打破传统“由上而下”制造方法所面临的限制，例如通过堆积纳米线薄膜将电路复制到硅晶片上的方法。就目前的研究来看，这项新颖的发明还需要时间与市场的验证。让我们拭目以待，这种新型的非二进制纳米存储器将给我们的生活带来怎样的影响。
