具氧化物雙電極的電阻式記憶體(resistive random access memory, RRAM)很適合新一代的非揮發性記憶體應用，而美國萊斯大學的研究團隊最近發表了一種嶄新的RRAM，該元件是以奈米多孔矽氧化物結構為基材，利用內部垂直奈米孔隙進行開關操作。該團隊表示，此元件可能是取代矽基快閃記憶體的最佳選項。
團隊成員Gunuk Wang指出，過去五十年來，CMOS電晶體一直是電子記憶體工業的唯一選項，然而現行科技已經越來越難做出更小的CMOS電晶體，新一代奈米記憶體的發展因而受到延遲；此外，這類記憶體還有組裝成本高、操作速度相對低(需數微秒)的缺點。
雖然科學家一直在找尋CMOS電晶體的替代品，結果卻不盡讓人滿意。氧化物為主的RRAM通常可分為單極與雙極記憶體兩類。多數單極記憶體的開關速度較不穩定；雙極記憶體雖然較穩定，但有開關比(switching ratio)較低等其他缺陷。另外，兩種記憶體都需要高溫製程處理，較高的開關電流也讓不利於奈米尺度下的操作，因此需要在元件內加裝分流用的額外電阻，導致結構變得更複雜。
團隊領導人James Tour表示，多孔矽氧化物可應用在製成及儲能，也可做為氧化物記憶體的模板，但以往從未被當成RRAM的活性操作介質用。該團隊的RRAM是製作在鍍鉑矽基板上的多孔矽氧化物結構中，並以結構內部的垂直奈米孔隙為單極開關。當電流流過氧化矽通道時，氧氣分子會游離，產生一條不到5 nm寬的奈米微晶矽導電通道。操作電壓產生的熱會使該通道會不停地斷開又重接上，而這兩種狀態可被讀作「0」或「1」。
Wang指出他們能根據矽通道的導電性來控制不同的狀態，例如他們藉由施加電壓脈衝，展示了九位元的不同開關狀態，為至今氧化物記憶體最佳的成果。他認為這項研究對於超越目前的矽快閃記憶體、發展未來的電腦記憶體應用非常重要，有可能函蓋DRAM及硬碟應用。新的氧化物記憶體甚至能使用奈米級電晶體製作可編程邏輯陣列。
目前該團隊正嘗試使用奈米多孔氧化矽組裝超高資料密度的3D記憶體結構，他們也試圖將此概念推展至其他的金屬氧化物。詳見Nano Letters | DOI: 10.1021/nl501803s。
Source:http://nanotechweb.org/cws/article/tech/57925
Source:https://nano.nchc.org.tw/index.php?apps=news&mod=welcome&action=show&gid=974
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