Untuk semikonduktor generasi berikutnya, 2D menduduki puncak 3D

Netflix, yang menyediakan layanan streaming online di seluruh dunia, memiliki 42 juta video dan total 160 juta pelanggan. Hanya perlu beberapa detik untuk mengunduh klip video 30 menit dan Anda dapat menonton pertunjukan dalam waktu 15 menit setelah ditayangkan. Karena distribusi dan transmisi konten berkualitas tinggi berkembang pesat, sangat penting untuk mengembangkan memori semikonduktor yang andal dan stabil.

Untuk tujuan ini, tim peneliti POSTECH telah mengembangkan perangkat memori menggunakan bahan struktur berlapis dua dimensi, membuka kemungkinan komersialisasi perangkat memori generasi berikutnya yang dapat dioperasikan secara stabil dengan daya rendah.

Tim peneliti POSTECH yang terdiri dari Profesor Jang-Sik Lee dari Departemen Ilmu dan Teknik Material, Profesor Donghwa Lee dari Divisi Ilmu Material Lanjutan, Taman Youngjun, dan Seong Hun Kim dalam program PhD berhasil merancang bahan perovskite halida yang optimal ( CsPb2Br5) yang dapat diterapkan pada perangkat ReRAM * 1 dengan menerapkan perhitungan prinsip pertama * 2 berdasarkan mekanika kuantum. Temuan ini diterbitkan dalam Advanced Science.

Perangkat memori generasi mendatang yang ideal harus memproses informasi dengan kecepatan tinggi, menyimpan informasi dalam jumlah besar dengan karakteristik yang tidak mudah menguap di mana informasi tersebut tidak hilang ketika daya dimatikan, dan beroperasi pada daya rendah untuk perangkat seluler.

Penemuan baru-baru ini dari properti switching resistif dalam bahan perovskite halida telah menyebabkan penelitian aktif di seluruh dunia untuk menerapkannya pada perangkat ReRAM. Namun, stabilitas buruk bahan perovskite halida ketika mereka terpapar ke atmosfer telah diangkat sebagai masalah.

Tim peneliti membandingkan stabilitas dan sifat relatif perovskit halida dengan berbagai struktur menggunakan perhitungan prinsip pertama2. Perhitungan DFT memperkirakan bahwa CsPb2Br5, struktur berlapis dua dimensi dalam bentuk AB2X5, mungkin memiliki stabilitas yang lebih baik daripada struktur tiga dimensi ABX3 atau struktur lainnya (A3B2X7, A2BX4), dan bahwa struktur ini dapat menunjukkan peningkatan kinerja dalam perangkat memori .

Untuk memverifikasi hasil ini, CsPb2Br5, bahan perovskite anorganik dengan struktur berlapis dua dimensi, disintesis dan diterapkan ke perangkat memori untuk pertama kalinya. Perangkat memori dengan struktur tiga dimensi CsPbBr3 kehilangan karakteristik memorinya pada suhu lebih tinggi dari 100 ° C. Namun, perangkat memori yang menggunakan struktur berlapis dua dimensi CsPb2Br5 mempertahankan karakteristik memori mereka lebih dari 140 ° C dan dapat dioperasikan pada tegangan lebih rendah dari 1V.

Profesor Jang-Sik Lee yang memimpin penelitian berkomentar, "Menggunakan teknik perancangan bahan ini berdasarkan penyaringan prinsip pertama dan verifikasi eksperimental, pengembangan perangkat memori dapat dipercepat dengan mengurangi waktu yang dihabiskan untuk mencari bahan baru. Dengan merancang bahan baru yang optimal untuk perangkat memori melalui perhitungan komputer dan menerapkannya untuk benar-benar memproduksinya, bahan tersebut dapat diterapkan ke perangkat memori dari berbagai perangkat elektronik seperti perangkat seluler yang memerlukan konsumsi daya rendah atau server yang memerlukan operasi yang dapat diandalkan. mempercepat komersialisasi perangkat penyimpanan data generasi berikutnya. "