透明彈性 3D 記憶晶片

Transparent, flexible '3-D' memory chips may be the next big thing in small memory devices
http://www.physorg.com/news/2012-03-transparent-flexible-d-memory-chips.html

March 28, 2012

一位科學家在今日報告，新的記憶晶片是透明的，其彈性足以像一張紙般摺疊，不把華氏 1,000 度（約攝氏 578 度）當作一回事 -- 那比廚房爐子的最高溫度還要熱上二倍 -- 而且能挺過其他險惡的環境，引領次世代記憶體的發展，為明日的隨身碟、手機與電腦而開發的記憶體，能與快閃記憶體競爭。

在第 243 屆 National Meeting & Exposition of the American Chemical Society 中演說，那位科學家表示，擁有這些晶片的裝置，不管是偶然穿越乾燥器，或甚至在前往火星的旅程上，都能保有資料。且憑藉獨特的 3D 內部結構，這款新晶片能在佔用較少空間的情況下，封裝額外數 GB 的資料。

"這些新晶片對電子產業來說是大件事，因為他們正試圖取代快閃記憶體，" James M. Tour, Ph.D. 表示，他領導研究團隊。"這些新記憶晶片有數種優勢勝過今日晶片，那在成千上萬種快閃碟（拇指碟）、智慧型手機、電腦與其他產品中，是資料儲存的主力。快閃記憶體還有約六、七年的光景，在這之間那能夠變得更小，但開發者之後就會遇到根本障礙。"

因為新記憶晶片的設置方式，即每位元的資訊有二個終端，而非標準的每位元三個終端，它們比快閃碟更適合電子學中的下一波革命 -- 3D 記憶體。

"為了要在更小的面積內放入更多記憶體，你得要在二維之外堆疊元件，那正是目前能辦到的，" 他說。"你得要邁向 3D。" 而且這些晶片具有高開關比（on-off ratio），那是當晶片儲存資訊與晶片空白時，有多少電流能流入晶片的一種度量。這個比愈高，這個晶片對製造商來說，愈具有吸引力。

這種晶片原本是由一層石墨烯或其他碳材料在矽氧化物（那長久以來被視為一種絕緣體、一種電子裝置中的被動元件）上組成。石墨烯是薄薄的一層碳原子，被視為一種「神奇材料」，因為它是已知最薄與最強的材料。它甚至是最近諾貝爾獎的主題。當初，在 Rice 大學的研究者認為這種晶片驚人記憶能力是由於石墨烯的緣故。不過他們最近發現，他們錯了。實際上是矽氧化物表面造就這種記憶能力，現在，他們能使它們不含石墨烯了。這項研究是 Tour 的小組在與（物理系）Douglas Natelson 教授以及（電機與電腦工程系）Lin Zhong 的合作下完成。此計畫主要參與的學生是 Jun Yao 與 Javen Lin。

這種新晶片的透明度與小尺寸使得它們具有廣泛的潛在應用。製造商能將它們嵌入玻璃內，用於日常駕駛、軍事與太空所用的穿透式擋風玻璃顯示器上，這樣不僅能在擋風玻璃上顯示內容，還能夠記憶。這釋放載具中的空間，供其他裝置或機能使用。事實上，這款晶片為了未來在 ISS 上進行的實驗，於 2011 年八月搭載在 Russian Progress 44 貨運太空船上。不過，載具未曾使其在進入太空之後被摧毀。這艘太空船在西伯利亞上毀滅，所以我們的晶片落在西伯利亞！" Tour 說。他希望能將這款晶片送到 2012 年七月的未來任務上，看看記憶如何在太空的高輻射環境中維持。

目前的觸控螢幕以氧化銦錫（ITO）與玻璃製成，這二者都脆弱且易碎。然而，包含這種記憶晶片的塑膠能取代這些螢幕，除具有彈性優勢之外，還能夠儲存大量記憶，在手機內騰出空間給能夠提供其他服務或功能的元件使用。另外，將記憶儲存在螢幕的小晶片上，也能讓製造商做出更薄的裝置。

這種容易製造的記憶晶片已經取得專利，Tour 已經再跟製造商討論有關此晶片在產品上的嵌入。

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