위상 변경 바카라 사이트 쿠폰 메모리의 작동을 매우 빠르게 만드는 메커니즘 이해

국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (바카라 커뮤니티)의 수학 및 자료 부서 (Hase Muneaki) 부교수 (이하 "AIST")NanoElectronics Research Division는 약 100 FS (Femtoseconds, 1000 Tillion Sec비 휘발성 고체 메모리바카라 사이트 쿠폰 변경 메모리의 기록 재료에서 약 1ps (피코 초, 1 조 초)에 불과한 여기 상태를 성공적으로 관찰했습니다

이 연구 그룹은 초고준 펄스 레이저 라이트를 사용합니다Michelson 간섭계를 사용하여, 한 쌍의 흥분된 빛 펄스가 생성되고, Superlattice Phase Change Memory (gete/sb₂TE₃슈퍼 격자 박막)바카라 사이트 쿠폰 포논(주파수 약 35 THZ)는 포논 진폭을 향상시키기 위해 성공적으로 선택되었습니다 또한,이 바카라 사이트 쿠폰 포논의 선택적 여기는 초당 구조에서 TE 원자를 중심하는 데 사용된다로컬 구조일관된 포논 스펙트럼의 시간적 변화를 측정함으로써 여기 펄스 쌍과의 조사 후 약 300fs의 매우 짧은 시간에 두 가지 유형의 국소 구조로 변경됩니다

이번에 관찰 된 초고속 바카라 사이트 쿠폰 전이 현상은 지금까지 고안된 열 전이 공정이 아님비열 전이 과정입니다 다시 말해, 바카라 사이트 쿠폰 전이가 열전도율에 의존하지 않지만 레이저 펄스 쌍의 시간 간격에 의해서만 제어 될 수있는 완전히 새로운 작동 원리를 갖는 초고속 스위칭 바카라 사이트 쿠폰 변화 장치가있을 것으로 예상된다

이 연구 결과는 영국 과학 저널을 기반으로합니다 "자연 커뮤니케이션"의 온라인 버전으로 출시됩니다

DVD-RAM과 같은 바카라 사이트 쿠폰 기록과 같이 최근 몇 년 동안 실질적으로 사용 된 비 휘발성 고체 상태 메모리 중 하나 인 위상 변경 메모리 (바카라 사이트 쿠폰 변경 랜덤 액세스 메모리 : PCRAM)에 사용 된 기록 필름 자료는 주로 TE를 함유하고 바카라 사이트 쿠폰 변화 물질이라고 불리는 칼코겐 화합물이라 불리는 반도체입니다 반도체 레이저 또는 펄스 전류와 같은 펄스 레이저 빔을이 물질의 약 20 nm (나노 미터)의 박막에 주입함으로써, 필름 온도는 가열되고 녹는 점 (650 ℃) 이상으로 켄칭되어 메모리 기능을 달성하거나 그에 따라 결정적인 대상을 유발한다

바카라 사이트 쿠폰 변경 메모리는 1960 년대에 제안되었지만 1991 년에는 Matsushita Electric Industrial (현재 파나소닉)에 의해 Gete-SB₂TE₃시스템 합금 (GST 합금)이 개발되었으며 DVD 디스크의 바카라 사이트 쿠폰 기록 자료로 실질적으로 사용되었습니다 그 이후로, 동일한 GST 합금을 사용하여 전기 펄스로 작동하는 비 휘발성 고형 상태 기억으로서 위상 변화 기억의 연구 및 개발이 점점 인기를 얻었으며, 차세대 전력 절약 유형의 실제 적용을 위해 연구 및 개발이 가속화되었습니다 동시에, 기본 연구는 또한 GST 합금의 위상 전이 과정의 물리적 메커니즘을 명확히하기 위해 적극적으로 수행되고있다 특히, 최근 몇 년 동안, Spring-8 및와 같은 고갈 X- 레이를 사용한 흡수 분광법을 사용한 분석 및첫 번째 원칙 계산/분자 역학 계산를 사용한 이론적 분석 방법으로서 다른 분야의 연구자들이 설립하고 사용할 수 있으며, 약 1 나노초 (1 억 1 억 분의 1) 인 것으로 생각되는 고속 상 전이 메커니즘에 대한 지식과 격자 역학이 축적되고 있습니다 바카라 사이트 쿠폰 전이 스위칭을 1 나노초 미만으로 달성 할 수 있다면 전력 절약 바카라 사이트 쿠폰을 변경하여 데이터를 훨씬 빠른 속도로 기록하고 지울 수있는 메모리를 변경할 것으로 예상됩니다

이전에, 츠쿠바 대학교 (University of Tsukuba)의 하세 무 니키 (Hase Muneaki) 부교수는 결정 구조에서 바카라 사이트 쿠폰 전이 과정에서 원자 변위를 제어하는 수단으로 원자의 집단 진동 인 격자 진동 (포논)에 초점을 맞추 었으며, Semicondents와 같은 고형물 밴드에서 존재하는 THZ 주파수 대역에서 연구 및 개발에 대한 연구 및 개발에 대한 연구 및 발달을 수행하고있다 특히 펨토초 펄스 레이저가 고체로 조사 될 때, 바카라 사이트 쿠폰 (Coherent Phonon)을 가진 포논^(a)이 일관된 포논의 진폭은 바카라 사이트 쿠폰 펄스 쌍에 의해 여기에 의해 제어 될 수 있음이 발견되었다 그러나, GST 합금과 같은 위상 변화 기록 필름 재료의 위상 전이와 관련하여, 제어 된 결정도 및 방향으로 박막을 제조하는 것은 어려웠으며, 연구는 진행되지 않았다

한편, AIST의 주요 연구원 Junji Tominaga와 다른 사람들이 GST 합금을 사용했습니다슈퍼 격자우리는 세계 최초의 형태로 제품을 제조하는 기술을 개발하고 있으며 2007 년 이후 에너지 절약 바카라 사이트 쿠폰 변경 메모리에 응용 프로그램을 진행하고 있습니다 특정 두께로 Gete Layers 및 SB₂TE₃반복 된 층이있는 슈퍼 격자 구조 (gete/sb₂TE₃), 바카라 사이트 쿠폰 전이 스위칭은 기존 GST 합금에 비해 전류 및 전압의 절반 미만에서 작동합니다^(b)지워진 레코드의 수를 여러 차례 (10 억 회 이상) 증가시킬 수 있음이 입증되었습니다

이 연구에서 AIST 그룹에 의해 생성 된 매우 높은 결정도 및 오리엔테이션 제어 Gete/SB를 갖는 GETE/SB는₂TE₃Superlattice 구조화 된 박막 사용 40 fs 인 Ultra-Short 펄스 레이저 빔을 사용하여 Michaelson 간섭계 (P₁= 106 mj/cm²및 P₂= 69 mj/cm²)의 펌핑 된 광 에너지 밀도와 GE 원자를 중심으로 한 국소 구조를 갖는 코 히어 런트 바카라 사이트 쿠폰 포논 (주파수 대략 35 thz)의 선택적 여기 및 진동 진폭으로 수행되었다 (도 2) 또한, gete/sb₂TE₃Superlattice 구조에서, 세트 바카라 사이트 쿠폰이라고 불리는 구조는 GST 합금의 결정 상에 해당하며, 재설정 바카라 사이트 쿠폰이라는 구조는 GST 합금의 비정질 상에 해당한다^(b)

또한, 결정 격자는이 일관된 바카라 사이트 쿠폰 포논의 진동 진폭의 향상에 의해 크게 조절되며, TE 원자를 중심으로 한 국소 구조는 빛 조사 후 290fs에서 변형되며, 세계에서 처음으로 단일로 단일 구조를 포착하여 공동 핸들 스펙트럼 (그림 3A, B)을 기반으로 한 두 개의 국소 구조를 포획한다 이 두 가지 유형의 국소 구조는 제 1- 원칙 분자 역학 계산 결과와 비교를 기반으로 6 개의 원자가 (gete₆)에 있던 채권 상태는 4 번째 조정 (gete₄) 및 3 방향 조정 (gete₃)로 분할 된 후 나타난 것으로 생각됩니다 (그림 3c)

비교를 위해, 우리는 GST 합금 박막에 대한 여기 펄스 쌍을 유사하게 조사했지만, 두 유형의 국소 구조의 발현은 일관된 포논 스펙트럼의 시간 변화로부터 확인 될 수 없었다 다시 말해, 레이저 펄스 라이트의 동일한 전력 조사 하에서 GE 원자를 중심으로 한 로컬 구조의 변화가 GST 합금이 아닌 첫 번째 원리 계산 등을 사용하여 시뮬레이션에 의해 설계된 인공 결정 구조에서 발생할 가능성이 높습니다 또한, 전이 속도는 포논의 진동주기와 거의 동일하기 때문에, 이번에 관찰 된 국소 구조적 전이는 일반적으로 10 PS 이상을 필요로하는 기존의 열 위상 변화 공정이 아니라, GE 및 TE ATOM에 제한되는 원자가 전자 여기에만 의존하는 비열 반응 과정이라는 것을 시사한다 위에서 언급 한 바와 같이, 우리는 위상 변화 바카라 사이트 쿠폰 메모리의 작동을 매우 빠르게 만들기 위해서는 슈퍼 로트 틱 구조와 펨토초 레이저의 여기 펄스 쌍을 결합하는 것이 중요하다는 것을 발견했다

이 연구 결과는 현재 위상 변경 바카라 사이트 쿠폰 기록 필름의 위상 전이 과정 및 1ps 미만의 시간에 제어 될 수 있음을 보여줍니다 다시 말해, 위상 변화 메모리 재 작성 속도를 이전보다 1000 배 더 증가시킬 수있을뿐만 아니라 위상 전이 스위칭도 가능합니다바카라 사이트 쿠폰 스위치사례와 같은 바카라 사이트 쿠폰 통신에서 많은 수의 비트로 정보를 전송할 수 있습니다

또한, gete/sb₂TE₃Superlattice 박막의 바카라 사이트 쿠폰 전이를 펨토초 초고파 펄스 쌍으로 유도 할 수 있다면, 컴퓨터 프로세서에 적용될 수있는 THZ 주파수 대역에서 초고속 바카라 사이트 쿠폰 변화 메모리를 쓰고 지우고 지울 수 있으며 체질 기반 가공기의 GHZ 주파수 밴드의 성능을 능가 할 수 있습니다 또한,이 시간에 얻은 초고속 바카라 사이트 쿠폰 전이는 단일 펄스 여기에서 관찰되지 않지만 여기 펄스 쌍의 조사로 만 관찰 될 수 있으며 여기는 여기 펄스 쌍의 시간 간격에 따라 달라 지므로 기존의 열전기 과정이 아닌 비 3 전이 과정으로 간주됩니다 다시 말해, 이것은 열전도율에 의해 지배되지 않고 레이저 펄스 쌍의 시간 간격을 통해서만 바카라 사이트 쿠폰 전이를 제어 할 수있는 새로운 유형의 초고속 바카라 사이트 쿠폰 변화 메모리 장치의 생성으로 이어집니다

또한, 과자석 구조가 개선되면 바카라 사이트 쿠폰 전이 스위칭에 필요한 레이저 전력을 줄이고 스위칭 작동을 추가로 안정화 할 수 있고, 장치 크기를 최소화 할 수 있으며, 위에서 언급 한 초고속 바카라 사이트 쿠폰 변경 메모리 장치가 예상 될 수 있습니다

a) M Hase, M Katsuragawa, A M Constantinescu and H Petek, 2012, SI의 코 히어 런스 폰온 흥분에 의한 thz 주파수에서의 주파수 빗 생성 자연 광자6, 243–247 (doi : 101038/nphoton201235)
b) R E Simpson, P Fons, A V Kolobov, T Fukaya, M Krbal, T Yagi 및 J Tominaga, 2011, 계면 단계 변화 메모리 자연 나노 테크6, 501-505 (doi : 101038/nnano201196)

◆ 비 휘발성 고체 메모리

비 휘발성 메모리는 전원이 꺼지는 경우에도 기록 된 정보를 보유 할 수있는 기록 장치 (메모리)를 나타냅니다 특히, 반도체와 같은 고체 상태로 만들어진 비 휘발성 기억을 비 휘발성 고형 상태 기억이라고합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 바카라 사이트 쿠폰 변경 메모리

비 휘발성 고체 기억의 유형 및 칼코겐 화합물이라는 반도체는 위상 변화 메모리를위한 기록 필름 자료로 사용됩니다 반도체 레이저 또는 펄스 전류와 같은 펄스 레이저 빔을 주입함으로써, 바카라 사이트 쿠폰 기록 필름의 온도가 변경 될 수 있고, 결정 및 비정질 위상을 고속으로 전환 할 수있다 결정과 비정질 상 사이의 반사율 (굴절률의 차이)과 전기 저항에는 큰 차이가 있으며, 이러한 변화를 측정함으로써 기록 또는 지우기 상태 여부를 쉽게 결정할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ Michelson Interferometer

Michelson 간섭계는 2 개의 바카라 사이트 쿠폰 미러와 빔 스플리터로 구성됩니다 Beamsplitter에서, 입사 레이저 광의 약 50%가 그대로 그대로 전송되고 하나의 바카라 사이트 쿠폰 미러를 향해 지시되는 반면, 나머지 약 50%는 반사되어 다른 바카라 사이트 쿠폰 미러를 향합니다 각 바카라 사이트 쿠폰 미러로 반사 된 레이저 조명은 빔 스플리터로 돌아와 결합됩니다 바카라 사이트 쿠폰 미러 중 하나에 광 경로 차이를 적용함으로써, 레이저 펄스는 두 부분으로 나뉘어 펄스 쌍을 생성 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 바카라 사이트 쿠폰 포논

포논 (격자 진동; 원자의 집단 진동)은 일반적으로 음향 포논과 바카라 사이트 쿠폰 포논 사이에 구별됩니다 음향 포논은 인접한 원자가 같은 단계에서 진동하는 탄성파이며, 바카라 사이트 쿠폰 포논은 인접한 원자가 반대 단계에서 진동하는 고주파파 인 고주파파입니다 Ultrashort 펄스 레이저에 의해 바카라 사이트 쿠폰적 인 바카라 사이트 쿠폰 포논은 일시적으로 위상이 있으며 코 히어 런트 바카라 사이트 쿠폰 포논이라고합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 지역 구조

chalcogen 화합물과 같은 소위 비정질 반도체, 실리콘과 같은 장거리 순서 순서 및 유리의 단거리 순서가 함께 혼합되므로 결과적으로 chalcogen 화합물의 바카라 사이트 쿠폰 선거 진동 (바카라 사이트 쿠폰적 포노)은 단락 순서에 의해 결정됩니다 진동은 단거리 순서, 즉 로컬 구조에 의해 결정됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 비열 전이 과정

바카라 사이트 쿠폰 기록 필름 재료 등의 위상 전이 공정 등은 일반적으로 반도체 레이저 또는 나노 세제 펄스 전류와 같은 피코 초 펄스 레이저 빔을 묵상하여 필름 온도를 융점 위로 올리는 것과 같은 열 프로세스에 의해 생성 될 수 있습니다 한편, 펨토초 레이저 펄스를 조사 할 때, 필름의 온도가 상승하는 것보다 훨씬 빠른 하나의 피코 초 내에서 위상 전이가 발생할 수있다 이러한 위상 변화 과정을 비열 전이 과정이라고합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 첫 번째 원칙 계산/분자 역학 계산

첫 번째 원리 계산은 "가장 기본적인 원칙을 기반으로 한 계산"을 의미하며, 양자 역학의 기본 법칙을 기반으로 전자 상태 이론을 사용하여 전자 상태를 해결하여 재료의 바카라 사이트 쿠폰적 특성과 같은 물리적 특성을 결정하는 계산 방법입니다 분자 역학 계산은 분자 모형을 사용하여 분자 운동을 시뮬레이션하고 분자의 특성과 구조를 결정하는 계산 방법이며, 종종 첫 번째 원리 계산과 함께 수행됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 슈퍼 격자

Superlattice는 각각 몇 나노 미터가 두께를 가진 2 개의 초트라틴 필름의주기적인 스택입니다 특히, 두 가지 다른 유형의 초트라틴 반도체 필름으로 만들어진 과자석을 반도체 초당이라고하며 1970 년에는 Ezaki Reona 박사와 TSU 박사에 의해 반도체 초당을 제안했습니다 응용 프로그램은 재료 과학, 물리 및 장치 제조를 포함하여 광범위한 과학 기술 분야로 퍼졌습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 바카라 사이트 쿠폰 스위치

바카라 사이트 쿠폰 섬유를 사용한 바카라 사이트 쿠폰 통신에서 바카라 사이트 쿠폰 신호를 전기 신호로 변환하지 않고 바카라 사이트 쿠폰 신호를 변경하거나 분기 할 수있는 광 스위치가 사용됩니다 광 스위치에는 프리즘과 같은 바카라 사이트 쿠폰 성분 유형이 포함됩니다[참조로 돌아 가기]