由IBM發(fā)明的賽道內(nèi)存(Racetrack memories)最近受到加州大學(xué)戴維斯分校(UC Davis)研究人員的重視，他們認為透過一種具前景的新材料可望使賽道內(nèi)存成為現(xiàn)實。 UC Davis目前正與半導(dǎo)體研究公司(Semiconductor Research Corporation；SRC)共同合作，期望利用納米線打造出一種較硬盤(HD)或固態(tài)閃存(flash)更快速、更高容量、更可靠且更低功耗的賽道內(nèi)存(Racetrack memories)。 “當(dāng)今的趨勢是在計算機中加進固態(tài)閃存，但它比起硬盤更昂貴，”SRC納米制程科學(xué)總監(jiān)Bob Havemann表示，“但我們能成功地配置這種賽道內(nèi)存，它可帶來更快速度、更低成本、更高容量、更加可靠以及提高能效。” UC Davis的研究人員們一直致力于研究一種稱為“鑭鍶錳氧”(LSMO；La0.67 Sr0.33 Mn O3)的氧化物及其特性，它具有新穎的磁、電與光學(xué)特性。 “我們一直在研究氧化物材料或多鐵性材料，因為這些材料的磁狀態(tài)不僅可以透過磁場改變，也會因為電場和光線而變化，”UC-Davis教授Yayoi Takamura表示，“在與SRC合作后，我們一直在構(gòu)圖打造賽道內(nèi)存所需的幾何圖案──內(nèi)含凹陷以限制磁疇壁的1維納米線。” 賽道內(nèi)存(Racetrack memories)的工作原理類似于硬盤，而且它是完全固態(tài)的，相較于磁盤在寫入磁頭下旋轉(zhuǎn)磁疇的方式，賽道內(nèi)存的磁疇沿著由凹陷式納米線組成的閉合軌道讀寫。納米線的磁狀態(tài)可經(jīng)由寫入磁頭定位加以改變，從而改變每個凹陷的磁向，然后將沿著納米線長度編碼的圖案移至下一凹陷，因而以賽道來比喻。 “IBM先前的開發(fā)工作是在金屬材料上進行，但我們看好的是復(fù)雜的氧化物，并試圖了解兩種材料的差異，以及如何在配置賽道內(nèi)存時，如何讓氧化物材料表現(xiàn)的比金屬材料更好。 從在一年多以前開始，Takamura的研究小組試圖打造一款完整的賽道內(nèi)存，因此他們需要SRC制造芯片的協(xié)助。如今，UC Davis已經(jīng)開發(fā)出自有的薄膜了，但還必須將晶圓送至橡樹嶺國家實驗室(ORNL)，以便可在凹陷式納米線中構(gòu)圖。其他協(xié)助Takamura研究小組的組織還包括ORNL納米相材料科學(xué)中心、羅倫斯柏克萊國家實驗室(LBNL)的先進光源中心。 Takamura表示：“我們不會在此時開發(fā)賽道內(nèi)存原型。我們目前已經(jīng)有一項展示可看到賽道內(nèi)存組件采用一種完全不同的材料時應(yīng)該會發(fā)生的類似現(xiàn)像，它和典型采用的金屬材料系統(tǒng)是不一樣的。我們的下一步將會研究納米線幾何、凹陷的理想形狀，以及我們可封裝的多么緊密以定義內(nèi)存密度。” 目前仍然存在的挑戰(zhàn)包括為所形成的磁疇壁形狀實現(xiàn)優(yōu)化、控制在納米線中的位置，以及掌握其沿納米線賽道的運動。尚待進行優(yōu)化的參數(shù)包括施加的磁場與電場密度、光線照射程度、壓力與溫度。 |
