據(jù)報道，耶魯大學(xué)和IBM華生研究中心的研究人員一直在新型相變存儲器研發(fā)領(lǐng)域開展合作，目標(biāo)是使具有潛在革命性的相變存儲技術(shù)更具實用性和可行性。

近年來，相變存儲器技術(shù)作為一種能改變游戲規(guī)則的新興技術(shù)，逐漸成為替代計算機隨機存取存儲器的潛在選擇。相變存儲芯片利用熱使材料的相態(tài)從非晶型變成晶型，具有速度快、功耗低、尺寸小等特點，使更小、更強的計算系統(tǒng)研發(fā)成為可能。然而，相變存儲器由于在質(zhì)量一致性和耐久性等方面的挑戰(zhàn)，一直無法實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。

耶魯大學(xué)和IBM的研究人員認為準(zhǔn)確理解器件的相變行為是消除障礙、解決相變存儲器實用性問題的關(guān)鍵。近期，他們利用耶魯大學(xué)納米科學(xué)和量子工程研究所（YINQE）的原位透射電子顯微鏡對相變存儲器的相變過程進行了觀察和研究，并找到了如何實現(xiàn)相變材料空洞缺陷“自我修復(fù)”的方法，成功研發(fā)出了新型可自愈封閉型相變存儲器。該研究成果已發(fā)表在頂級期刊《先進材料》上。存儲器相變材料的空洞缺陷是由于化學(xué)分離所導(dǎo)致的材料損耗所留下的納米尺度的缺陷空間，是引起相變存儲器實用性問題的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

標(biāo)準(zhǔn)的相變存儲器具有類似蘑菇的傘狀結(jié)構(gòu)，耶魯-IBM研究團隊將新型相變存儲器結(jié)構(gòu)改為由金屬層包圍的封閉式倒錐狀結(jié)構(gòu)以增強器件的穩(wěn)定性和耐久性。外襯的金屬層對相變材料起到了保護的作用，并可以較小相變存儲器的電阻漂移，改善器件的整體性能。

通過透射電鏡觀察相變過程，研究人員看到了改變器件結(jié)構(gòu)和增加金屬外襯層后，相變存儲器獲得自修復(fù)特性的效果，這使得鍺-銻-碲（GST）材料的相變過程更加的可控。

研究人員透露，下一步還將開發(fā)一種雙極運行模式，以改變電壓的方向，從而控制化學(xué)分離過程。在正常的運行模式下，器件電壓偏置的方向總是相同的。下一步目標(biāo)的實現(xiàn)將有望進一步延長相變存儲器的生命周期。