La memoria ad accesso casuale a cambiamento di fase (PCRAM) è stata applicata con successo nell'architettura di archiviazione del computer, come memoria di classe di archiviazione, per colmare il divario di prestazioni tra DRAM e unità a stato solido basata su Flash grazie alla sua buona scalabilità, capacità di integrazione 3D, velocità di funzionamento veloce e compatibile con la tecnologia CMOS. Concentrandosi su materiali a cambiamento di fase e PCRAM da decenni, abbiamo sviluppato con successo chip PCRAM embedded da 128 Mb, in grado di soddisfare i requisiti della maggior parte dei sistemi embedded.
3-D Xpoint (PCRAM 3-D), inventato da Intel e Micron, è stata considerata una nuova svolta negli ultimi 25 anni dall'applicazione della NAND nel 1989, che rappresenta lo stato dell'arte della tecnologia di memoria. Questa tecnologia ha alcune caratteristiche notevoli, come la struttura del dispositivo ristretta con dimensioni di 20 nm, gli elettrodi a barra metallica per ridurre le variazioni di resistenza negli array PCRAM, e il selettore di commutazione della soglia ovonica che può fornire un'elevata corrente di pilotaggio e una bassa corrente di dispersione. Una buona comprensione del meccanismo di cambiamento di fase è di grande aiuto per progettare nuovi materiali a cambiamento di fase con una velocità operativa elevata, basso consumo energetico e lunga durata.
In un recente articolo pubblicato su SCIENZA CINA Scienze dell'informazione , i ricercatori hanno esaminato lo sviluppo della PCRAM e le diverse comprensioni sui meccanismi di cambiamento di fase negli ultimi anni, e hanno proposto un nuovo punto di vista sul meccanismo, che si basa sui motivi e sui posti vacanti della struttura ottaedrica.
I motivi della struttura ottaedrica si trovano generalmente nei materiali a cambiamento di fase sia amorfi che cristallini. Sono considerati le unità di base durante la transizione di fase, che sono gravemente difettosi nella fase amorfa. Queste configurazioni si trasformano in configurazioni più ordinate dopo piccoli riarrangiamenti locali, la cui crescita porta alla cristallizzazione della fase di salgemma (RS) con una grande quantità di vacanze nei siti cationici. Ulteriormente guidato dalla forza motrice termodinamica, questi posti vacanti si muovono e si stratificano lungo determinate direzioni; di conseguenza, la struttura RS metastabile si trasforma nella struttura esagonale stabile (HEX). In base ai risultati, i ricercatori hanno scoperto che la transizione di fase reversibile tra la fase amorfa e la fase RS, senza passare ulteriormente alla fase HEX, ridurrebbe notevolmente il consumo energetico richiesto. Ottaedri robusti e molti posti vacanti sia nella fase amorfa che in quella RS, rispettivamente evitando grandi riarrangiamenti atomici e fornendo lo spazio necessario, sono cruciali per ottenere il funzionamento in nanosecondi o addirittura sub-nanosecondi della PCRAM.
