我们已经远远超过个人计算机是我们唯一拥有处理数据的东西的地步。我们不仅转向了更便携的设备,如智能手机,而且我们还看到了日常用品,如镜子、腕带甚至智能绷带,并且需要计算。随着我们继续将更多的芯片投入到更多的事物中,就需要灵活性——字面上的意思。斯坦福大学的一个研究小组本周围绕可弯曲存储器进行了研究,该存储器可用作柔性电子设备的存储器。
在Science 上分享的报告使在柔性基板上制造存储设备成为可能。制造的测试设备还能够缠绕在直径为 8 毫米的金属销上并且仍然可以工作。即使经过 200 次弯曲和矫直循环后,性能也没有下降,并且在发现任何类型的恶化之前,存储的信息可读取多达 1,000 次。
为了在灵活的介质中开发存储选项,研究人员探索了相变存储器 (PCM)。增加电子产品的灵活性主要是通过使用基于塑料的组件(聚合物)来实现的,因为它们具有在压力下不会破裂所需的特性。研究人员发现,塑料实际上可能是 PCM 研究最重要的推动因素之一,因为塑料可以作为绝缘体,这意味着它不能很好地传导热量或电流。
PCM 利用达到特定热阈值时改变原子组织的组件。正如研究人员解释的那样:
“相变材料利用结构变化转化为电阻差异,这对计算机内存和处理应用程序具有吸引力。” 因此,他们通过使用“直接沉积在柔性聚酰亚胺基板上的碲化锑和碲化锗层创建了一种灵活的 PCM 设备。该设备显示出具有低开关电流密度的多级操作。相变和机械性能的组合是对柔性电子产品的大量新兴应用具有吸引力。”
要知道存储的值(或多个值,因为相变具有足够不同的电导率水平,可以从中导出多位信息),只需要通过它发送少量电能并计算电阻即可。PCM 只不过是由相变材料制成的内存存储库,显示出这种状态的多功能性。
这样做的一个好处是状态通常是连贯的:它们不会自行改变。这使它成为一个持久的存储系统,这意味着可检索信息不需要恒定的能量通量,这从能源效率的角度来看很重要。
然而,典型相变材料的问题在于,必须通过它们驱动能量以产生足够的热量来引发相变,这会降低效率。