中科院物理所基于憶耦器實(shí)現(xiàn)非易失性多態(tài)存儲(chǔ)

中國(guó)科學(xué)院物理研究所的研究人員提出了一種新的非易失性存儲(chǔ)器件——憶耦器（memtranstor），并在單個(gè)憶耦器上分別實(shí)現(xiàn)了兩態(tài)存儲(chǔ)、多態(tài)存儲(chǔ)和布爾邏輯運(yùn)算。

據(jù)悉，憶耦器是一種基于非線性磁電耦合效應(yīng)的記憶元件，源于第四種基本電路元件電耦器（transtor）。該電子元件的基本特征是具有非線性電荷-磁通回滯曲線。與憶阻器采用電阻（R=dV/ dI）的狀態(tài)存儲(chǔ)信息不同，憶耦器采用電耦（T=dq/dφ，或者等效于磁電耦合系數(shù)α=dE/dH）的狀態(tài)來(lái)存儲(chǔ)信息。其信息處理原理為電寫磁讀，具有高速度、高密度、低功耗、并行讀取、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制備等優(yōu)點(diǎn)。

研究人員基于多種磁電耦合介質(zhì)制備了幾種憶耦器。他們首先在Ag/PMN-PT/Terfenol-D/Ag憶耦器中實(shí)現(xiàn)了室溫下的兩態(tài)信息存儲(chǔ)，首次演示了憶耦器作為新型非易失性存儲(chǔ)器的功能，并以此為基礎(chǔ)，在該憶耦器中實(shí)現(xiàn)了多態(tài)（4態(tài)和8態(tài)）存儲(chǔ)。研究人員采用簡(jiǎn)單金屬Ni替代復(fù)雜貴重合金Terfenol-D（Tb0.28Dy0.72Fe1.95），制備出了Ni/PMN-PT/Ni憶耦器，實(shí)現(xiàn)了非易失性兩態(tài)和多態(tài)存儲(chǔ)器，并基于單個(gè)Ni/PMN-PT/Ni憶耦器實(shí)現(xiàn)了非易失性通用邏輯門NOR和NAND。這一研究成果表明，憶耦器與憶阻器類似，可以兼具信息存儲(chǔ)和布爾邏輯運(yùn)算功能，有望用于實(shí)現(xiàn)非馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的下一代計(jì)算機(jī)。此外，研究人員還基于有機(jī)鐵電體制備了Cu/ P（VDF-TrFE）/Metglas和Cu/P（VDF-TrFE）/Ni有機(jī)憶耦器，并成功實(shí)現(xiàn)了非易失性多態(tài)信息存儲(chǔ)，有望在未來(lái)用于柔性可穿戴電子器件中。 (物 研)