通過(guò)鐵電柵極絕緣體和原子層沉積氧化物半導(dǎo)體通道,，日本科學(xué)家制造了三維垂直場(chǎng)效應(yīng)晶體管,，可用來(lái)生產(chǎn)高密度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件,。此外，通過(guò)使用反鐵電體代替鐵電體,，他們發(fā)現(xiàn)擦除數(shù)據(jù)只需要很小的凈電荷,，從而提高了寫(xiě)入的效率,。發(fā)表在2022年IEEE硅納米電子研討會(huì)上的該項(xiàng)成果,，將催生新的更小、更環(huán)保的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,。

　　在存儲(chǔ)器的尺寸,、容量和可負(fù)擔(dān)性方面，消費(fèi)類(lèi)閃存驅(qū)動(dòng)器已取得了巨大的進(jìn)步,，但新的機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用程序正繼續(xù)推動(dòng)對(duì)創(chuàng)新的需求,。此外，支持云的移動(dòng)設(shè)備和未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)也需要節(jié)能且體積更小的內(nèi)存,。而當(dāng)前的閃存技術(shù)卻需要相對(duì)較大的電流來(lái)讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù),。

　　鑒于此，東京大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究所科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種基于鐵電和反鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET） 的概念驗(yàn)證3D堆疊存儲(chǔ)單元,，該晶體管具有原子層沉積的氧化物半導(dǎo)體通道,。FET可以非易失性方式存儲(chǔ)1和0，這意味著它不需要一直供電,；垂直設(shè)備結(jié)構(gòu)則增加了信息密度并降低了操作能源需求,。

　　氧化鉿和氧化銦層沉積在垂直溝槽結(jié)構(gòu)中，鐵電材料具有在同一方向排列時(shí)最穩(wěn)定的電偶極子,，鐵電氧化鉿自發(fā)地使偶極子垂直排列,。信息通過(guò)鐵電層中的極化程度存儲(chǔ)，由于電阻的變化,，系統(tǒng)可以讀取,。另一方面，反鐵電體通常在擦除狀態(tài)下上下交替偶極子,，這使得氧化物半導(dǎo)體溝道內(nèi)的擦除操作變得有效,。

　　研究證實(shí)，該器件在至少1000個(gè)周期內(nèi)都可保持穩(wěn)定,，研究人員還使用第一原理計(jì)算機(jī)模擬繪制了最穩(wěn)定的表面狀態(tài),。

　　研究人員稱(chēng)，新方法或?qū)O大地改善非易失性存儲(chǔ)器,，同時(shí)有助于實(shí)現(xiàn)下一代消費(fèi)電子產(chǎn)品,。