陈彧等发现石墨烯有望为信息存储器“大限”解围

　　信息存储器的发展，在很长一段时间内都遵循摩尔定律，即在价格不变的情况下，每隔18个月，集成电路中可容纳的晶体管数量及其性能便会提升一倍。自2000年以来，为满足人们对数据存储密度和存取速度日益增高的需求，微电子工业已将构成芯片的存储元件的尺寸从130纳米减小至目前的45纳米。到2018年，硅基半导体将达到16纳米的物理极限。

　　陈彧介绍说，超出这个极限，晶体管会发生漏电，集成电路里相邻存储单元间也会相互影响，存储器件的可靠性和稳定性都将大受影响。此外，硅基器件制备存在设备昂贵、光刻工艺和周边集成电路复杂、二维存储密度有限等问题。

　　“当我们从‘微电子’时代步入‘纳电子’时代，在开发下一代存储技术时，需要引进全新的概念、材料和技术，新材料始终是现代电子工业的基础和关注的重点。”陈彧表示。

　　陈彧告诉《中国科学报》，以高分子材料制备阻变存储器件，为超大规模集成电路的发展提供了一个新的思路。与硅基材料相比，高分子材料有明显优势，它容易加工、成本低、功耗小、重量轻、体积小、存储密度高，可以三维堆积，甚至可大面积“刷涂”在玻璃、塑料和集成电路上，还能根据需要对分子结构进行精心剪裁，调控材料和相应器件的存储性能。

　　不过，高分子材料要胜任阻变存储器件的角色，必须具有可用来实现二进制编码和数字信息存储的电双稳特征。简单地说，就是当在材料薄膜两边施加一个足够大的外电压时，器件可由低导电状态（OFF）转变为高导电状态（ON）。如果撤销外电场后还可继续稳定地保持OFF或ON态，说明器件有记忆性能，有望成为存储器件。如果通过外界刺激能将器件从ON态恢复到OFF态，则器件具有可擦写性。

　　“这里的OFF态和ON态相当于二进制系统中的‘0’态和‘1’态，外加电信号相当于对信息的写、读或者擦除等操作。”陈彧表示。