新闻资讯

您的位置: > 首页 > 新闻资讯 > 深圳大学韩素婷副教授和周晔研究员:生物启示下的存储器研制新策略

深圳大学韩素婷副教授和周晔研究员:生物启示下的存储器研制新策略

发布时间:2018-03-28 访问次数:319次 来源:中国聚合物网 分享:

  存储器是一类具有记忆功能的电子元器件,作为半导体市场核心组成之一的存储器行业有着巨大的市场。据半导体权威调研机构 IC Insights 最新报告显示,2017 年全球存储器市场增长率约为 10%,消费额达 853 亿美元。分析家预估在 2040 年全球存储器的需求量将超过届时传统硅基存储器的供应量,总容量将达到 3×1024 比特。同时,据联合国环境规划署报道,2017 年全球电子垃圾数量已超过 5000 万吨。由于主流存储器 DRAM、NAND Flash 等的器件结构较复杂,组分多、不易降解且含有镉等重金属,致使电子垃圾的处理难度大、效率低、成本高和污染严重。因此,寻求制备高存储密度、高耐受性、可降解的存储器是下一代存储设备的发展方向。

  对于可降解高性能存储器的开发,自然给了我们启示与灵感。经过亿万年的进化,生物分子进化为几近完美的结构,同时具备优异的力、热、光、电等性质。特别地,生命体的任何一个细微生理活动都与生物分子的电学行为相关。心脏的跳动、肌肉的收缩、大脑的思考等等,都会伴随着生物分子电学行为的产生和变化。这启示我们,利用可降解和生物相容的生物基材料解决目前存储器领域的问题与挑战。

  近期,针对上述技术问题和挑战,深圳大学韩素婷副教授和周晔研究员等从生物的视角出发,发表了题为 “From biomaterial-based data storage to bio-inspired artificial synapse” 的综述文章。

  文章从两个层次展开:

  首先,利用各类生物基材料,包括蛋白、多糖、DNA、RNA 乃至病毒等,作为活性层构建了可降解、低密度、高存储容量、快读写的两端或三端的存储设备。

  其次,对于高性能存储器的制备,大脑为我们提供了一个强大的学习对象。它以极低功耗,高并行地完成对视觉、听觉、触觉、嗅觉等信息的记忆和处理,这一切得以实现的生物学基础是突触。

  基于此,利用各类无机氧化物、硫族化物、氮化物、有机小分子、高分子、二维材料和生物材料等作为构筑单元,制备了人工突触并模拟了突触的可塑性。该项工作为下一代绿色、高性能存储器的开发提供了新思路。

  相应工作发表在 Materials Today(10.1016/j.mattod.2017.12.001)上,第一作者为深圳大学电子科学与技术学院吕子玉博士。

  文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702117305977。

  课题组链接:http://www.fmesz.com/