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浮柵晶體管作為一種電荷存儲器，是當(dāng)前大容量固態(tài)存儲器發(fā)展的核心元器件。然而，當(dāng)前商業(yè)閃存內(nèi)硅基浮柵存儲器件所需的擦寫時間在10微秒至1毫秒范圍內(nèi)，遠(yuǎn)低于計算單元CPU納秒級的數(shù)據(jù)處理速度，且其循環(huán)耐久性約為10萬次，難以滿足頻繁的數(shù)據(jù)交互。隨著計算機(jī)數(shù)據(jù)吞吐量的爆發(fā)式增長，發(fā)展一種可兼顧高速、高循環(huán)耐久性的存儲技術(shù)勢在必行。

二維材料具有原子級厚度和無懸掛鍵表面，在器件集成時可有效避免窄溝道效應(yīng)和界面態(tài)釘扎等問題，是實(shí)現(xiàn)高密度集成、高性能閃存器件的理想材料。然而，在此前的研究中，其數(shù)據(jù)擦寫速度多異常緩慢，鮮有器件可同時實(shí)現(xiàn)高速和高循環(huán)耐久性。

面對這一挑戰(zhàn)，翟天佑團(tuán)隊研制了一種具有邊緣接觸特征的新型二維浮柵晶體管器件，通過對傳統(tǒng)金屬-半導(dǎo)體接觸區(qū)域內(nèi)二硫化鉬進(jìn)行相轉(zhuǎn)變，使其由半導(dǎo)體相向金屬相轉(zhuǎn)變，使器件內(nèi)金屬-半導(dǎo)體接觸類型由傳統(tǒng)的3D/2D面接觸過渡為具有原子級銳利界面的2D/2D型邊緣接觸，實(shí)現(xiàn)了擦寫速度在10納秒至100納秒、循環(huán)耐久性超過300萬次的高性能。

“通過對比傳統(tǒng)面接觸電極與新型邊緣接觸，該研究說明了優(yōu)化制備二維浮柵存儲器件內(nèi)金屬-半導(dǎo)體接觸界面對改善其擦寫速度、循環(huán)壽命等關(guān)鍵性能有重要作用。”翟天佑說。

該研究為發(fā)展高性能、高密度大容量存儲器件提供了新思路。（侯文坤）