La mémoire vive à changement de phase (PCRAM) a été appliquée avec succès dans l'architecture de stockage informatique, comme mémoire de classe de stockage, combler l'écart de performances entre la DRAM et le disque SSD basé sur Flash en raison de sa bonne évolutivité, Capacité d'intégration 3D, vitesse de fonctionnement rapide et compatible avec la technologie CMOS. En se concentrant sur les matériaux à changement de phase et la PCRAM depuis des décennies, nous avons développé avec succès des puces PCRAM intégrées de 128 Mo, qui peut répondre aux exigences de la plupart des systèmes embarqués.
Xpoint 3D (PCRAM 3D), inventé par Intel et Micron, a été considérée comme une nouvelle percée au cours des 25 dernières années depuis l'application de la NAND en 1989, qui représente la technologie de mémoire de pointe. Cette technologie a des caractéristiques remarquables, tels que la structure de dispositif confinée avec une taille de 20 nm, les électrodes crossbar métalliques pour réduire les variations de résistance dans les matrices PCRAM, et le sélecteur de commutation de seuil ovonique qui peut fournir un courant de commande élevé et un faible courant de fuite. Une bonne compréhension du mécanisme de changement de phase est d'une grande aide pour concevoir de nouveaux matériaux à changement de phase avec une vitesse de fonctionnement rapide, faible consommation d'énergie et longue durée de vie.
Dans un article récent publié dans SCIENCE CHINE Sciences de l'information , les chercheurs ont passé en revue le développement de la PCRAM et différentes compréhensions des mécanismes de changement de phase au cours des dernières années, et ont proposé une nouvelle vision du mécanisme, qui est basé sur les motifs et les lacunes de la structure octaédrique.
Les motifs de structure octaédrique sont généralement trouvés dans les matériaux à changement de phase amorphe et cristallin. Ils sont considérés comme les unités de base pendant la transition de phase, qui sont sévèrement défectueux dans la phase amorphe. Ces configurations deviennent plus ordonnées après des réarrangements locaux mineurs, dont la croissance se traduit par la cristallisation de la phase de sel gemme (RS) avec une grande quantité de lacunes dans les sites cationiques. En outre entraîné par la force motrice thermodynamique, ces vacances se déplacent et se superposent dans certaines directions; par conséquent, la structure RS métastable se transforme en structure hexagonale stable (HEX). Sur la base des résultats, les chercheurs ont découvert que la transition de phase réversible entre la phase amorphe et la phase RS, sans passer davantage à la phase HEX, réduirait considérablement la consommation électrique requise. Octaèdres robustes et beaucoup de lacunes à la fois dans la phase amorphe et la phase RS, évitant respectivement les grands réarrangements atomiques et ménageant l'espace nécessaire, sont cruciales pour atteindre le fonctionnement nanoseconde ou même sub-nanoseconde de la PCRAM.
