华科大翟天佑团队:二维材料存储技术新突破!
华科大翟天佑团队:二维材料存储技术新突破!
近日,华中科技大学材料成形与模具技术全国重点实验室教授翟天佑团队,在二维高性能浮栅晶体管存储器领域取得了重大突破。他们研发出一种具有边缘接触特征的新型二维浮栅晶体管器件,其擦写速度和循环寿命等关键性能均显著提升,有望推动高性能、高密度大容量存储器件的发展。这一成果发表于国际学术期刊《自然·通讯》,展示了我国科研团队在前沿科技领域的创新实力。
研究的具体突破
翟天佑团队研发的新型二维浮栅晶体管存储器具有以下显著优势:
高速数据处理:其纳秒级的擦写速度远超传统NAND Flash的微秒至毫秒级速度,能够满足移动设备和物联网终端对快速响应的需求。
高循环寿命:超过300万次的擦写周期显著提升了耐用性,适合频繁数据交互的场景。
低功耗设计:在高速操作下仍保持较低能耗,延长了移动设备的电池续航时间。
高密度集成能力:通过优化金属-半导体接触界面,可实现更小尺寸下的高性能,为移动设备的小型化提供支持。
可靠性与稳定性:优异的数据保持能力和抗干扰性能确保在复杂环境中的稳定运行。
技术创新:边缘接触特征的新型二维浮栅晶体管器件
翟天佑团队的创新之处在于开发了一种具有边缘接触特征的新型二维浮栅晶体管。这种设计充分利用了二维材料的超薄厚度和原子级平坦度,有效解决了传统浮栅晶体管在尺寸缩小过程中面临的短通道效应问题。
边缘接触结构通过精确控制二维材料的生长方向和位置,实现了更小接触面积下的高效电荷传输。这种结构不仅提高了器件的集成密度,还显著改善了擦写速度和循环寿命等关键性能指标。
应用前景:移动设备和物联网领域的理想选择
随着5G、人工智能和物联网技术的快速发展,数据存储需求呈现出爆炸式增长。翟天佑团队研发的新型二维浮栅晶体管存储器在以下几个方面展现出广阔的应用前景:
移动设备:高速、低功耗和高密度的特性使其成为智能手机、平板电脑等移动设备的理想存储解决方案,能够显著提升设备性能并延长电池续航时间。
物联网终端:在物联网应用中,这种存储器可以满足传感器节点对快速响应和低功耗的需求,同时其高循环寿命确保了长期稳定运行。
可穿戴设备:超薄、柔性特点使其易于集成到可穿戴设备中,为健康监测、智能手表等应用提供高性能存储支持。
研究团队:翟天佑教授及其团队
翟天佑教授是华中科技大学材料科学与工程学院教授,长期致力于二维光电材料的结构设计和精准合成研究。其团队在二维半导体材料领域取得了多项重要成果,包括:
发展了近稳态供源、限域空间生长、盐辅助自限制生长等策略,实现了系列高质量二维光电半导体及其异质结的可控合成。
在二维无机分子晶体、柔性晶体管、神经形态存储计算器件等领域开展了深入研究,为推动二维材料的实际应用奠定了坚实基础。
团队成员入选万人领军2人、国家杰青1人、国家优青2人、中国化学会会士1人,研究成果发表于Advanced Materials、Nature Communications等顶级期刊。
华科大翟天佑团队的这一突破性研究成果不仅展示了我国在前沿科技领域的创新能力,更为未来移动设备和物联网领域的发展提供了新的技术支撑。随着工艺成熟和成本降低,二维浮栅存储器件有望成为下一代主流存储解决方案,为人们的生活带来更多便利。