【儀表網 研發快訊】3月17日，科技部高技術研究發展中心(基礎研究管理中心)發布2022年度中國科學十大進展。中科院上海微系統所宋志棠、朱敏團隊的“新原理開關器件為高性能海量存儲提供新方案”脫穎而出，榮獲2022年度中國科學十大進展(圖1)。
中國科學十大進展遴選活動由科技部高技術研究發展中心牽頭舉辦，其遴選程序分為推薦、初選和終選3個環節。終選階段，中國科學院院士、中國工程院院士、國家重點實驗室主任等3500余位知名專家學者對30項候選科學進展進行網上投票，最終，得票數排名前10位的入選。
圖1 新原理開關器件成果榮獲2022年度中國科學十大進展
高密度與海量存儲是大數據時代信息技術與數字經濟發展的關鍵瓶頸。中國科學院上海微系統與信息技術研究所宋志棠、朱敏團隊發明了一種新型基于單質碲和氮化鈦電極界面效應的開關器件(圖2)，充分發揮納米尺度二維限定性結構中碲熔融—結晶速度快、功耗低的獨特優勢，“開態”碲處于熔融狀態是類金屬、和氮化鈦電極形成歐姆接觸，提供強大的電流驅動能力，“關態”半導體單質碲和氮化鈦電極形成肖特基勢壘，徹底夾斷電流。
該晶-液態轉變的新型開關器件，組分簡單，可克服雙向閾值開關(OTS)復雜組分導致成分偏析問題；工藝與CMOS兼容且可極度微縮，易實現海量三維集成；開關綜合性能優異，驅動電流達到11 MA/cm2，疲勞>108次以上，開關速度~15ns，尤其碲原子不丟失情況下開關壽命可大幅提升。該研究突破為我國發展海量存儲和近存計算，在大數據時代參與國際競爭提供了新的技術方案。該成果發表在國際頂尖雜志Science (2021, 374, 1390-1394) 上。
圖2 新原理開關器件及其晶態-液態新型開關機理(Science, 2021, 374, 1390-1394)
中國科學院上海微系統與信息技術研究所是我國著名的技術學科綜合性研究所之一，前身是成立于1928年的國立中央研究院工程研究所。上海微系統所現有傳感技術、集成電路材料、微系統技術三個國家級重點實驗室，有無線傳感網與通信、太赫茲固態技術、高端硅基材料三個中科院重點實驗室。設有傳感技術實驗室、納米材料與器件實驗室，太赫茲固態技術實驗室、微系統技術實驗室、寬帶無線通信實驗室、硅基材料與集成器件實驗室、超導電子學實驗室、仿生視覺系統實驗室、2020 X-Lab實驗室等九個實驗室。
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