新一代存儲(chǔ)器材料又有新突破！臺(tái)成功大學(xué)物理系研究團(tuán)隊(duì)最新發(fā)表存儲(chǔ)器新材料「鐵酸鉍(BiFeO3)」操控方式，相關(guān)研究成果本月初獲刊載于國際頂尖期刊「自然材料」（Nature Materials）。

研究團(tuán)隊(duì)預(yù)期，應(yīng)用于人工智能發(fā)展與云端運(yùn)算，更可減少讀取資料的延遲時(shí)間，大幅加快演算速度，可望在未來微縮化多功能納米元件的趨勢(shì)中，帶來革命性的突破。

根據(jù)研究資料，鐵酸鉍(BiFeO3)是在一個(gè)存儲(chǔ)單元中可同時(shí)具有高達(dá)8種邏輯狀態(tài)(0-7)的多位元存儲(chǔ)器材料，比起傳統(tǒng)只能存儲(chǔ)0與1的單位元存儲(chǔ)器，可大幅地提升儲(chǔ)存信息的密度。

據(jù)悉，研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)新穎光學(xué)技術(shù)，可進(jìn)行非接觸性的特性控制，應(yīng)用這類材料與相關(guān)光控技術(shù)，現(xiàn)有存儲(chǔ)器體積可被大幅地縮小，耗能也將近一步降低。

傳統(tǒng)硬盤與存儲(chǔ)器器基礎(chǔ)單位為0與1的組合，受此限制，基礎(chǔ)存儲(chǔ)單元只能靠不斷縮小元件尺寸才能提高存儲(chǔ)器密度，在開發(fā)上始終會(huì)達(dá)到極限。

成大團(tuán)隊(duì)教授陳宜君指出，以磁性金屬薄膜為主材料的傳統(tǒng)硬盤為例，只具有一個(gè)鐵磁有序性，用以紀(jì)錄0與1的信息。而多鐵性材料鐵酸鉍的存儲(chǔ)單元為材料內(nèi)自發(fā)的電偶極矩與電子自旋排列方向，存儲(chǔ)單元理論上可達(dá)次納米尺度，且可在同一點(diǎn)存在多個(gè)存儲(chǔ)狀態(tài)，即同時(shí)包含電、磁與反鐵磁有序，組合上可一次紀(jì)錄8組信息于單個(gè)儲(chǔ)存單元中。

她指出，相較于現(xiàn)今商用非揮發(fā)性存儲(chǔ)器仍有斷電長時(shí)間后會(huì)損失資料的問題，多鐵性材料的存儲(chǔ)狀態(tài)更加穩(wěn)定。

成大研究團(tuán)隊(duì)這次研究最重要的突破，在于賦予該材料全光控的優(yōu)勢(shì)，由于光是交變的電磁波，因此在傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)中，光無法對(duì)材料產(chǎn)生多組態(tài)的存儲(chǔ)調(diào)變。

研究團(tuán)隊(duì)助理教授楊展其也表示，團(tuán)隊(duì)所提出的關(guān)鍵光控技術(shù)，可利用光照產(chǎn)生的局部形變進(jìn)而控制鐵酸鉍中的多位元存儲(chǔ)組態(tài)。利用光學(xué)寫入技術(shù)的存儲(chǔ)器不需任何借助任何金屬電極與復(fù)雜的元件制程，充分體現(xiàn)“材料即元件”的構(gòu)想，不只提升了信息存儲(chǔ)效益，也為新一代存儲(chǔ)器開發(fā)帶來全新的思考方式，使該材料可被直接導(dǎo)入如量子儲(chǔ)存，量子通訊等結(jié)合尖端光學(xué)技術(shù)的跨領(lǐng)域科技。