一种具有两种功能的材料可能会导致更快的记忆

为了迈向更高性能存储设备的未来，国立师范大学和九州大学的研究人员开发了一种新设备，该设备只需要一种称为钙钛矿的半导体即可同时存储和可视化传输数据。

通过将发光电化学电池与均基于钙钛矿的电阻式随机存取存储器集成，该团队在“发光存储器”中实现了电学和光学数据的并行和同步读取。

在最基本的层面上，数字数据存储为称为比特的基本信息单位，通常表示为 1 或 0。因此，对更好的数据存储的追求归结为找到更有效的方法来存储和读取这些 1 和 0。

虽然闪存已经变得非常流行，但研究人员一直在寻找可以进一步提高速度和简化制造的替代品。

一种候选者是非易失性电阻随机存取存储器或 RRAM。电阻式存储器不是像闪存那样将电荷存储在晶体管中，而是使用可以在高电阻和低电阻状态之间切换的材料来表示 1 和 0。

“然而，检查电阻和从 RRAM 读取零和一所需的电气测量会限制整体速度，”师范大学教授、该研究的通讯作者之一张春杰解释说，该研究发表在《自然通讯》上.

“最近，为了克服这个问题，RRAM 与 LED 结合开发了一种叫做发光存储器的东西。在这种情况下，还可以通过检查 LED 是打开还是关闭来读取数据。这种额外的光学读取也开辟了新的领域承载大量信息的路径。”

然而，以前版本的发光存储器需要集成两个具有不同材料的独立器件，使制造复杂化。

为了克服这个问题，研究人员转向钙钛矿，这是一种具有晶体结构的材料，离子可以通过它迁移，从而赋予其独特的物理、光学甚至电学特性。通过控制离子迁移，钙钛矿研究人员一直在构建具有独特性能的新材料。

“使用触点之间只有一个钙钛矿层，我们可以制造一个装置既可以作为一个RRAM和发光电化学电池，”国立师范大学大学雅筑李，谁也领导了这项研究解释了。“通过利用快速、可电切换的离子运动，在单层钙钛矿中实现这种双重功能，我们能够将两个设备连接在一起并开发出全无机钙钛矿发光存储器。”

该团队使用由溴化铯铅 (CsPbBr 3 )组成的钙钛矿，证明了数据可以在作为 RRAM 的钙钛矿设备之一中进行电写入、擦除和读取。同时，第二钙钛矿器件通过作为发光电化学电池以高传输速度工作，可以通过发光来光学传输数据是写入还是擦除。

此外，研究人员为发光存储器中的两个器件使用了两种不同尺寸的钙钛矿量子点，以根据存储器是被写入还是被擦除来实现不同的发光颜色，从而提供 1 和 0 的实时指示。

九州大学材料化学与工程研究所的杰出教授 Kaoru Tamada 也参与了该项目，他看到了这项新技术的许多发展机会。

“该演示显着拓宽了所开发的全钙钛矿发光存储器的应用范围，并可作为钙钛矿材料中电子和光子自由度协同组合的新范例，”Tamada 说。

“从多播网状网络到数据加密系统，这些发现具有在下一代技术中的众多应用的潜力。”

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