【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】3月17日，科技部高技術研究發(fā)展中心(基礎研究管理中心)發(fā)布2022年度中國科學十大進展。中科院上海微系統(tǒng)所宋志棠、朱敏團隊的“新原理開關器件為高性能海量存儲提供新方案”脫穎而出，榮獲2022年度中國科學十大進展(圖1)。
 

　　中國科學十大進展遴選活動由科技部高技術研究發(fā)展中心牽頭舉辦，其遴選程序分為推薦、初選和終選3個環(huán)節(jié)。終選階段，中國科學院院士、中國工程院院士、國家重點實驗室主任等3500余位知名專家學者對30項候選科學進展進行網(wǎng)上投票，最終，得票數(shù)排名前10位的入選。
 

圖1 新原理開關器件成果榮獲2022年度中國科學十大進展
 

　　高密度與海量存儲是大數(shù)據(jù)時代信息技術與數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的關鍵瓶頸。中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所宋志棠、朱敏團隊發(fā)明了一種新型基于單質碲和氮化鈦電極界面效應的開關器件(圖2)，充分發(fā)揮納米尺度二維限定性結構中碲熔融—結晶速度快、功耗低的獨特優(yōu)勢，“開態(tài)”碲處于熔融狀態(tài)是類金屬、和氮化鈦電極形成歐姆接觸，提供強大的電流驅動能力，“關態(tài)”半導體單質碲和氮化鈦電極形成肖特基勢壘，徹底夾斷電流。
 

　　該晶-液態(tài)轉變的新型開關器件，組分簡單，可克服雙向閾值開關(OTS)復雜組分導致成分偏析問題；工藝與CMOS兼容且可極度微縮，易實現(xiàn)海量三維集成；開關綜合性能優(yōu)異，驅動電流達到11 MA/cm2，疲勞>108次以上，開關速度~15ns，尤其碲原子不丟失情況下開關壽命可大幅提升。該研究突破為我國發(fā)展海量存儲和近存計算，在大數(shù)據(jù)時代參與國際競爭提供了新的技術方案。該成果發(fā)表在國際頂尖雜志Science (2021, 374, 1390-1394) 上。
 

　　圖2 新原理開關器件及其晶態(tài)-液態(tài)新型開關機理(Science, 2021, 374, 1390-1394)

 

　　中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所是我國著名的技術學科綜合性研究所之一，前身是成立于1928年的國立中央研究院工程研究所。上海微系統(tǒng)所現(xiàn)有傳感技術、集成電路材料、微系統(tǒng)技術三個國家級重點實驗室，有無線傳感網(wǎng)與通信、太赫茲固態(tài)技術、高端硅基材料三個中科院重點實驗室。設有傳感技術實驗室、納米材料與器件實驗室，太赫茲固態(tài)技術實驗室、微系統(tǒng)技術實驗室、寬帶無線通信實驗室、硅基材料與集成器件實驗室、超導電子學實驗室、仿生視覺系統(tǒng)實驗室、2020 X-Lab實驗室等九個實驗室。