发光记忆
国立台湾师范大学和九州大学的研究人员提出了一个 “发光记忆” 基于钙钛矿，可以同时存储和视觉传输数据。该团队将这一想法与电阻式 RAM (RRAM) 结合使用，其中高电阻和低电阻状态代表 1 和 0。
国立台湾师范大学教授 Chun-Chieh Chang 表示：“检查电阻以及从 RRAM 读取零和一所需的电气测量可能会限制整体速度。” “最近，为了克服这个问题，RRAM 与 LED 相结合，开发出了一种称为发光存储器的东西。在这种情况下，也可以通过检查LED是否亮或灭来读取数据。这种额外的光学读取也为携带大量信息开辟了新途径。”
然而，制造这样的设备已被证明是困难的。该团队转向由溴化铯铅 (CsPbBr3) 组成的钙钛矿，并表明可以在充当 RRAM 的钙钛矿器件中电写入、擦除和读取数据。同时，第二钙钛矿器件可以作为具有高传输速度的发光电化学电池，通过光发射来光学传输数据是否被写入或擦除。
“仅在触点之间使用一层钙钛矿层，我们就可以制造出一种既可用作 RRAM 又可用作发光电化学电池的器件，”领导这项研究的国立台湾师范大学的 Ya-Ju Lee 解释道。 “通过利用快速、可电动切换的离子运动在单层钙钛矿中实现这种双重功能，我们能够将两个设备连接在一起并开发出全无机钙钛矿发光存储器。”
此外，研究人员在发光存储器中的两个器件中使用了两种不同尺寸的钙钛矿量子点，以根据存储器是被写入还是被擦除来实现不同的发射颜色，从而提供 1 和 0 的实时指示。
九州大学杰出教授 Kaoru Tamada 表示：“这一演示显着拓宽了所开发的全钙钛矿发光存储器的应用范围，并可以作为钙钛矿材料中电子和光子自由度协同组合的新范例。”大学材料化学与工程研究所。 “从多播网状网络到数据加密系统，这些发现在下一代技术中具有广泛的应用潜力。”
随机数生成
来自阿卜杜拉国王科技大学、苏州大学、摩德纳雷焦艾米利亚大学、Imec、加泰罗尼亚纳米科学与纳米技术研究所、格拉纳达大学、上海科技大学、斯坦福大学、巴塞罗那大学和以色列研究所的研究人员技术建议使用 忆阻器作为随机数发生器.
KAUST 的 Mario Lanza 表示：“忆阻器是基于二维材料的元/绝缘体/金属纳米电池，具有运行速度快、能耗低、耐用性和数据保留时间非常长的特点，而且制造起来非常简单且便宜。” 。 “出于这个原因，忆阻器正在被广泛探索用于高密度电子存储器等应用。它们对于加密系统也特别有用，因为它们可以产生具有极高随机性的波动电子信号。”
忆阻器会产生一种称为随机电报噪声 (RTN) 的电噪声，可用于生成随机数。该团队寻求设计和制造一种随时间推移具有稳定 RTN 的忆阻器器件。
Lanza 表示：“主要挑战是电阻薄膜的原子结构会随着时间的推移而退化，从而导致 RTN 信号消失。” “在我们的设备中，我们使用了二维多层六方氮化硼，这是一种二维材料，具有非常稳定的原子结构，并且不受这种效应的影响。”
该团队使用行业兼容的方法制造了数百个设备，并使用一系列技术对它们进行了表征，包括涉及生成一次性密码的随机性测试。
“我们工作的一个关键方面是使用与工业兼容的制造工艺，这有助于与商业产品的集成，”兰扎说。 “我们还提供了数百种设备的产量和变异性信息；这是一项巨大的努力，但它使我们的研究更加可靠。”
寻找铁电材料
宾夕法尼亚州立大学的研究人员证明 镁取代氧化锌中的铁电性.
铁电材料由于材料内负电荷和正电荷的移动而具有自发电极化，可以通过施加外部电场来重新定向。它们可用于数据存储和内存，因为它们无需额外电源即可保持一种极化状态。
“我们已经确定了一系列新材料，我们可以用它们制造微型电容器，并且可以设置它们的极化方向，以便它们的表面电荷为正或负，”乔恩·保罗·玛丽亚（Jon-Paul Maria）说，他是材料科学与工程教授。宾夕法尼亚州立大学。 “该设置是非易失性的，这意味着我们可以将电容器设置为正，它保持正，我们可以将其设置为负，它保持负。然后我们可以回来确定如何设置该电容器，比如一小时前。”
新材料由镁取代的氧化锌薄膜制成。该薄膜是通过溅射沉积生长的，在这一过程中，氩离子被加速射向目标材料，以足够高的能量撞击目标材料，使原子从含有镁和锌的目标中脱离出来。释放的镁和锌原子在气相中移动，直到它们与氧气发生反应并收集在镀铂的氧化铝基板上并形成薄膜。
“这种类型的存储不需要额外的能源，”玛丽亚说。 “这很重要，因为我们今天使用的许多计算机存储器都需要额外的电力来维持信息，而且我们在信息上使用了大量的美国能源预算。”
“一般来说，铁电性通常出现在从结构和化学角度来看很复杂的矿物中，”玛丽亚说。 “我们的团队大约两年前提出了这个想法，即还有其他更简单的晶体可以识别这种有用的现象，因为有一些线索让我们提出了这种可能性。说‘铁电体无处不在’有点文字游戏，但它抓住了这样一个想法：我们周围有一些材料在给我们暗示，而我们很长一段时间都忽略了这些暗示。”
此外，镁取代的氧化锌薄膜可以在比其他铁电材料低得多的温度下沉积。
“绝大多数电子材料都是在高温下制备的，而高温意味着 300 到 1000 摄氏度（572 到 1835 华氏度）之间的温度，”Maria 说。 “每当你在高温下制造材料时，都会遇到很多困难。它们往往是工程上的困难，但尽管如此，它们使一切变得更具挑战性。考虑到每个电容器都需要两个电触点 - 如果我在高温下在这些触点中的至少一个上制备铁电层，在某些时候会发生不需要的化学反应。因此，当你可以在低温下制造东西时，你可以更容易地将它们集成起来。”
研究人员计划继续研究这种材料，将其制成电容器并评估可靠性和可制造性。
资料来源：https://semiengineering.com/power-performance-bits-nov-16/
