近日，复旦大学微电子学院教授张卫、周鹏团队在存储领域取得技术突破，开创了第三类存储技术，该技术写入速度比目前U盘快了一万倍，且用户可自行决定数据存储时间。
4月11日，复旦大学微电子学院教授张卫、周鹏团队在实验室内合影。新华社记者丁汀摄
据张卫教授介绍，目前半导体电荷存储技术主要有两类，第一类是易失性存储，如计算机内存，数据写入仅需几纳秒左右，但掉电后数据会立即消失；第二类是非易失性存储，如U盘，数据写入需要几微秒到几十微秒，但无需额外能量可保存10年左右。
在国际上，存储设备的“写入速度”和“非易失性”两种特性一直不可兼得，而两位教授的研发团队不仅实现了“内存级”的读写速度，还在数据存储时间方面取得了突破。
这种设备的数据保存周期能在10秒至10年之间按需调整。能够实现数据有效期截止后自然消失，解决了特殊场景下数据传输与保密要求之间的矛盾。
此次研发的新型电荷存储技术，既满足了10纳秒写入数据速度，又实现了按需定制（10秒－10年）的可调控数据准非易失特性。这种全新特性不仅在高速内存中可以极大降低存储功耗，同时能实现数据有效期截止后自然消失，在特殊应用场景解决了保密性和传输的矛盾。
4月11日，复旦大学微电子学院教授周鹏教授在硅片上生长金属电极。
这项研究创新性地选择多重二维材料堆叠构成了半浮栅结构晶体管：二硫化钼、二硒化钨、二硫化铪分别用于开关电荷输运和储存，氮化硼作为隧穿层，制成阶梯能谷结构的范德瓦尔斯异质结。
“选择这几种二维材料，将充分发挥二维材料的丰富能带特性。一部分如同一道可随手开关的门，电子易进难出；另一部分像一面密不透风的墙，电子难以进出。对‘写入速度’与‘非易失性’的调控，就在于这两部分的比例。”周鹏说。
写入速度比目前U盘快一万倍，数据刷新时间是内存技术的156倍，并且拥有卓越的调控性，可以实现按照数据有效时间需求设计存储器结构……经过测试，研究人员发现这种基于全二维材料的新型异质结能够实现全新的第三类存储特性。
科研人员称，基于二维半导体的准非易失性存储器可在大尺度合成技术基础上实现高密度集成，将在极低功耗高速存储、数据有效期自由度利用等多领域发挥重要作用。
这项科学突破由复旦大学科研团队独立完成，复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室为唯一单位。该项工作得到国家自然科学基金优秀青年项目和重点研究项目的支持。