电源/性能位:11月16日

发光的记忆
九州大学和国立台湾师范大学的研究人员提出了一种方法“发光的记忆”基于钙钛矿，可以同时存储和可视传输数据。该团队将这一想法与电阻性RAM (RRAM)结合使用，其中高电阻和低电阻的状态代表1和0。

国立台湾师范大学(National Taiwan Normal University)教授张春杰(Chun-Chieh Chang)表示:“检查电阻和从RRAM读取0和1所需的电气测量，可能会限制总体速度。”“最近，为了克服这个问题，rram已经与led结合起来，开发出一种叫做发光存储器的东西。在这种情况下，还可以通过检查LED是否亮或灭来读取数据。这种额外的光学读数也为携带大量信息开辟了新的途径。”

然而，制造这样的设备被证明是困难的。该团队转向了由铯溴化铅(CsPbBr3)组成的钙钛矿，并表明数据可以在作为RRAM的钙钛矿设备中写入、擦除和读取。同时，第二钙钛矿器件可以作为发光电化学电池，以高传输速度通过发光传输数据是否被写入或擦除。

国立台湾师范大学的李雅珠解释说:“只要在触点之间使用一层钙钛矿，我们就可以制造出一种既可作为RRAM又可作为发光电化学电池的设备。”“通过利用快速、电可切换的离子运动，在单层钙钛矿中实现了这种双重功能，我们能够将两个设备连接在一起，并开发出一种全无机钙钛矿发光存储器。”

发光存储器的扫描电子显微镜图像，每个关键层都有标记。(资料来源:九州大学/李雅珠)

此外，研究人员在发光存储器中的两个设备上使用了两种不同大小的钙钛矿量子点，以实现不同的发射颜色，这取决于内存是被写入还是被擦除，从而提供了1和0的实时指示器。

九州大学材料化学与工程研究所的杰出教授Kaoru Tamada说:“这一演示极大地拓宽了开发的全钙钛矿发光存储器的应用范围，可以作为钙钛矿材料中电子自由度和光子自由度之间协同结合的新范式。”“从多播网状网络到数据加密系统，这些发现在下一代技术中有大量应用的潜力。”

随机数生成
阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)、苏州大学、Università di Modena e Reggio Emilia、Imec、加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所、格拉纳达大学、上海科技大学、斯坦福大学、巴塞罗那大学和以色列理工学院的研究人员提出使用忆阻器作为随机数发生器．

KAUST的Mario Lanza说:“忆阻器是基于二维材料的元/绝缘体/金属纳米细胞，具有快速的运行速度，低能耗，非常长的续航时间和数据保留时间，而且制造非常容易和便宜。”因此，记忆电阻器正被广泛应用于高密度电子存储器等领域。它们对加密系统也特别有用，因为它们可以产生具有极高随机性的波动电子信号。”

忆阻器产生一种称为随机电报噪声(RTN)的电噪声，可用于随机数生成。该团队试图设计和制造一种随着时间推移具有稳定RTN的忆阻器设备。

Lanza说:“主要的挑战是电阻薄膜的原子结构随着时间的推移而退化，这导致RTN信号消失。”“在我们的设备中，我们使用了二维多层六方氮化硼，这是一种二维材料，具有非常稳定的原子结构，不受这种影响。”

该团队使用行业兼容的方法制造了数百个设备，并使用一系列技术对它们进行了表征，其中包括一次生成密码的随机测试。

Lanza说:“我们工作的一个关键方面是使用与工业兼容的制造工艺，这有助于集成到商业产品中。”“我们还提供了数百种设备的产量和可变性信息;这是一项巨大的努力，但它使我们的研究更具可靠性。”

寻找铁电材料
宾夕法尼亚州立大学的研究人员证明了这一点镁取代氧化锌中的铁电性．

铁电材料 具有自发电极化 ，这是材料 内部负电荷和正电荷移位的结果，可以通过外部电场的应用重新定向。它们可以用于数据存储和存储，因为它们保持在一个极化状态而不需要额外的电源。

宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程教授Jon-Paul Maria说:“我们已经发现了一种新的材料家族，我们可以用它来制造微型电容器，我们可以设置它们的极化方向，这样它们的表面电荷就可以是正的或负的。”“这种设置是非易失性的，这意味着我们可以将电容器设置为正，它保持正，我们可以将它设置为负，它保持负。然后我们可以回来，确定我们如何设置电容器，在一个小时前。”

这种新材料是用镁取代氧化锌薄膜制成的。薄膜是通过溅射沉积生长的，在这个过程中，氩离子加速向目标材料，以足够高的能量撞击它，使含有镁和锌的目标材料的原子脱离。释放出来的镁和锌原子以气相运动，直到它们与氧气反应并聚集在铂涂层的氧化铝衬底上并形成薄膜。

“这种储存方式不需要额外的能量，”玛丽亚说。“这很重要，因为我们今天使用的许多计算机存储器需要额外的电力来维持信息，而我们在信息上使用了大量的美国能源预算。”

“一般来说，铁电性通常发生在从结构和化学角度来看很复杂的矿物中，”玛丽亚说。“我们的团队大约在两年前提出了这个想法，即还有其他更简单的晶体可以识别这种有用的现象，因为有一些线索使我们提出了这种可能性。说‘到处都是铁电体’有点文字游戏的意思，但它抓住了这样一个想法，即我们周围的材料给了我们暗示，而我们在很长一段时间内忽略了这些暗示。”

此外，镁取代氧化锌薄膜的沉积温度比其他铁电材料低得多。

“绝大多数电子材料都是在高温的帮助下制备的，而高温意味着300到1000摄氏度(572到1835华氏度)，”玛丽亚说。“每当你在高温下制造材料时，都会遇到很多困难。它们往往是工程上的难题，但尽管如此，它们还是让一切变得更具挑战性。考虑到每个电容器都需要两个电接点-如果我在高温下至少在其中一个接点上准备我的铁电层，在某些时候会发生不想要的化学反应。所以，当你可以在低温下制造东西时，你可以更容易地整合它们。”

研究人员计划继续研究这种材料，将其制成电容器，并评估其可靠性和可制造性。