IBM原子技術大突破：全新的存儲晶片

http://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/40702.wss
http://digital.sina.com.hk/news/-7-1347584/1.html

藍色巨人又來了！IBM宣佈在原子級別的材料科學上取得重大突破，據此可造出全新非易失性存儲和邏輯芯片，功耗也會比現在的矽芯片大大降低。這一成果已於昨天發表在了《科學》雜誌上。

IBM的科學家發現，通過在氧化物-液體界面插入、移除電場驅動的氧離子，可以讓金屬氧化物在絕緣體、導體兩種狀態之間進行可逆轉換。試驗顯示，如果一個本身絕緣的氧化物材料變成導體狀態，即便是移除設備供電之後，材料依然可以維持金屬態。
這種非易失性的屬性意味著，基於這種現象的芯片可以更高效地存儲、傳輸數據，而且是事件驅動(event-driven)的，不需要用持續的電流維持設備狀態。

IBM在其中使用了帶正電的離子液體電解質作為絕緣氧化物材料，也就是二氧化釩(VO2)，成功將其變成了金屬導體，並且一直維持著這種狀態，直到用了帶負電的離子液體電解質，它才回到原始的絕緣狀態。

事實上，這種狀態轉換研究已經進行了很多年，但不同於以往的是，IBM發現在電場中，氧離子向金屬氧化物的注入和移除才是氧化物材料狀態變化的關鍵。之前還有研究用溫度和外部壓力將導體變成絕緣體，但都不具備實用價值。

IBM研究院院士Stuart Parkin博士指出：“在原子級別尺度上的理解力和控制力讓我們可以開發出新的材料和設備，運行原理和如今的矽材料技術完全不同。現在的設備都要充電，而未來的只需要微弱的離子電流就能實現物質狀態的可逆控制，據此可以打造出全新的移動設備。在三維架構上應用這種創新概念可以避免IT行業遭遇技術瓶頸。



Optical image of a typical ionic liquid (IL) gated device with a droplet of IL on top of the gate electrode and the oxide channel. The gold squares are pads used to make contact to the device via wire-bonding. On right is the magnified image of the device showing the channel (brownish yellow) and the gold electrical contacts (bright yellow). The contacts on the right and left of the channel are the source and drain contacts. The four other contact are used for 4-wire resistance & Hall measurements. (Credit: IBM)