中国科学院上海微系统与信息技术研究所宋志棠团队近期在国产新型存储器材料上取得重大突破，创新提出一种高速相变材料的设计思路，打破了国外技术壁垒。该成果近日在线发表于《科学》杂志。
存储器是集成电路最重要的技术之一，能否开发自主知识产权的存储器芯片事关国家信息安全。
目前，国际上通用的存储器材料是“锗锑碲”。近年来，消费电子产品的普及对存储器芯片的功耗、寿命、尺寸、持久力等各项性能指标均提出了更高要求，世界各国科学家都在加紧攻关存储器芯片的制造材料。
宋志棠团队通过第一性理论计算与分子动力学模拟，从众多“候选”元素中，优选出“钪”作为掺杂元素，设计发明了低功耗、长寿命、高稳定性的“钪锑碲”材料。
“钪元素与碲元素可以形成稳定的八面体，这对实现高速、低功耗存储至关重要。”宋志棠介绍，基于“钪锑碲”材料的新型存储器可实现700皮秒的高速存储操作，循环使用寿命大于1000万次。
进一步测试表明，相比传统“锗锑碲”器件，“钪锑碲”新材料的操作功耗降低了90%，且十年的数据保持力相当；通过进一步优化材料与微缩器件尺寸，基于“钪锑碲”新材料的国产新型存储器综合性能将会进一步提升。
业内人士认为，“钪锑碲”国产新型存储材料的发现及其在高密度、高速存储器上的应用验证，对于我国突破国外技术壁垒、开发自主知识产权的存储器芯片具有重要价值，有助于维护我国存储器芯片的信息安全。