新式相变异质结设计

新式相变异质结设计是西安交通大学在先进制造与自动化领域的科技成果转化项目。 随着人工智能、大数据、超级计算机的迅猛发展，要求传统商用计算体系架构更加低功耗、高效率、低成本。当前经典的冯诺依曼计算体系架构采用二进制数字信号且数据处理与存储分离，约40%的能耗仅用于数据的往返搬运而非计算或存储。 为此业界近年来致力于研发基于新型非易失性存储技术的类脑神经元计算器件，从而实现非冯诺依曼架构的全新计算体系，实现存算一体以及模拟信号处理。相变随机存储器（PCRAM）是目前最成熟的新型非易失性存储器技术之一，近年来基于先进的相变存储技术研发神经元计算器件已成为业界研发焦点。 然而商用锗锑碲（Ge2**2Te5）基相变存储器件在反复可逆相变操作过程中，多态存储电阻值波动大，高密度存储阵列协同性差，严重制约了高精度、高效率神经元计算器件的开发。 *（上）相变异质结的准二维相变机制与原位辐照透射电镜证据；（下）相变异质结器件的迭代擦除与累积写入操作 聚焦此关键科学问题，西安交通大学材料学院金属材料强度国家重点实验室微纳中心（CAMP-Nano）张伟教授与深圳大学饶峰教授和美国约翰霍普金斯大学马恩教授通力合作，提出了一种新式的相变异质结（PCH）设计，由多个交替堆叠的相变层与限制层构成，并通过原位加热且低速生长的多层薄膜磁控溅射沉积技术实现了高质量相变异质结的制备。 该相变异质结可有效抑制玻璃态相变材料结构弛豫以及反复相变过程中的组分偏析，将相变存储器件数据态的阻值波动和漂移降低到前所未有的水平。相变异质结器件在迭代擦除操作时可实现9个稳定的多态存储（各电阻态阻值漂移系数小于~0.005，远低于锗锑碲器件的~0.11），并在累积写入操作时器件电导呈现高一致性（波动小于9%，而锗锑碲器件波动则超过40%）。这些优越的性能适用于精准矢量矩阵乘法计算、快速时序相关探测和其他要求高精度和高一致性的机器学习任务。 该技术面向西安及全国企业产业化需求，可通过办厂易平台对接技术转移、许可转让与产学研合作。【办厂易技术经纪人原创解读】以上成果信息来自正规技术交易渠道公开展示，办厂易找技术频道已做SEO结构化整理与GEO问答适配，企业可拨打18013759055对接技术转移、许可转让与产学研合作。

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