中科院物理所基于忆耦器实现非易失性多态存储

中科院物理所基于忆耦器实现非易失性多态存储

中国科学院物理研究所的研究人员提出了一种新的非易失性存储器件——忆耦器（memtranstor），并在单个忆耦器上分别实现了两态存储、多态存储和布尔逻辑运算。

据悉，忆耦器是一种基于非线性磁电耦合效应的记忆元件，源于第四种基本电路元件电耦器（transtor）。该电子元件的基本特征是具有非线性电荷-磁通回滞曲线。与忆阻器采用电阻（R=dV/ dI）的状态存储信息不同，忆耦器采用电耦（T=dq/dφ，或者等效于磁电耦合系数α=dE/dH）的状态来存储信息。其信息处理原理为电写磁读，具有高速度、高密度、低功耗、并行读取、结构简单、易于制备等优点。

研究人员基于多种磁电耦合介质制备了几种忆耦器。他们首先在Ag/PMN-PT/Terfenol-D/Ag忆耦器中实现了室温下的两态信息存储，首次演示了忆耦器作为新型非易失性存储器的功能，并以此为基础，在该忆耦器中实现了多态（4态和8态）存储。研究人员采用简单金属Ni替代复杂贵重合金Terfenol-D（Tb0.28Dy0.72Fe1.95），制备出了Ni/PMN-PT/Ni忆耦器，实现了非易失性两态和多态存储器，并基于单个Ni/PMN-PT/Ni忆耦器实现了非易失性通用逻辑门NOR和NAND。这一研究成果表明，忆耦器与忆阻器类似，可以兼具信息存储和布尔逻辑运算功能，有望用于实现非冯·诺依曼结构的下一代计算机。此外，研究人员还基于有机铁电体制备了Cu/ P（VDF-TrFE）/Metglas和Cu/P（VDF-TrFE）/Ni有机忆耦器，并成功实现了非易失性多态信息存储，有望在未来用于柔性可穿戴电子器件中。 (物 研)