(a) Resistenza della cella di memoria rispetto alle curve di tensione applicate nella cella di memoria Cr2Ge2Te6 e GST. (b) Confronto dell'energia di esercizio tra Cr2Ge2Te6 e GST. Credito:Shogo Hatayama
Un team di ricercatori della Tohoku University, in collaborazione con l'Istituto Nazionale di Scienze e Tecnologie Industriali Avanzate (AIST) e l'Università di Hanyang, ha sviluppato un nuovo materiale a cambiamento di fase con caratteristiche elettriche diverse da quelle dei materiali convenzionali. Questo nuovo materiale consente una drastica riduzione dei consumi energetici per la registrazione dei dati in memoria non volatile ad accesso casuale.
La memoria ad accesso casuale a cambiamento di fase (PCRAM) è una memoria non volatile pratica di nuova generazione. La PCRAM dovrebbe non solo sostituire la memoria flash, ma anche da utilizzare per la memoria di classe storage, che può mitigare la differenza di latenze tra DRAM e memoria flash.
Il principio del funzionamento della PCRAM si basa sulla variazione della resistenza elettrica tra stati amorfi ad alta resistenza e stati cristallini a bassa resistenza nel materiale a cambiamento di fase.
Ge-Sb-Te (GST) è un materiale a cambiamento di fase per applicazioni PCRAM. GST può operare ad alte velocità, ma ha una scarsa conservazione dei dati ad alte temperature (~ 85 gradi C) e necessita di un'elevata potenza per la registrazione dei dati.
Questo materiale a cambiamento di fase di nuova concezione, Cr 2 Ge 2 Te 6 , mostra una variazione di resistenza inversa da stati amorfi a bassa resistenza a stati cristallini ad alta resistenza. I ricercatori hanno dimostrato che il Cr 2 Ge 2 Te 6 può ottenere una riduzione di oltre il 90% nel consumo di energia per la registrazione dei dati rispetto all'utilizzo di celle di memoria GST convenzionali.
Contemporaneamente, Cr 2 Ge 2 Te 6 è stato scoperto che combina una maggiore velocità operativa (~30 ns) e una maggiore proprietà di conservazione dei dati (oltre 170 gradi C) rispetto ai materiali convenzionali. Il confronto con altri materiali riportati indica che Cr 2 Ge 2 Te 6 può rompere il compromesso tra conservazione dei dati e velocità operativa.
I ricercatori ritengono che la resistenza inversa cambi Cr 2 Ge 2 Te 6 è un materiale rivoluzionario per PCRAM con bassa energia di funzionamento combinata, elevata conservazione dei dati e velocità operativa elevata.
