旨在處理大量資料的人工智慧 (AI) 工具的廣泛使用增加了對性能更好的儲存設備的需求。有助於滿足人工智慧運算需求的資料儲存解決方案包括所謂的高頻寬內存，這些技術可以增加電腦處理器的內存頻寬，加速資料傳輸並降低功耗。

現在，快閃記憶體是能夠在裝置關閉時儲存資訊的最著名的記憶體解決方案（即非揮發性記憶體）。儘管用途廣泛，但大多數現有快閃記憶體的速度有限，並且無法最好地支援人工智慧的操作。

近年來，一些工程師一直在嘗試開發超快閃存，可以更快、更有效地傳輸資料。二維 (2D) 材料已顯示出製造這些性能更好的儲存設備的前景。

雖然一些由剝離二維材料組裝而成的長通道閃存裝置被發現具有超快的處理速度，但迄今為止，這些裝置的可擴展整合已被證明具有挑戰性。迄今為止，這限制了它們的大規模商業化和部署。

復旦大學的研究人員最近設計了一種可擴展整合超快 2D 快閃記憶體元件的新方法。這種方法概述於一張紙在自然電子學，有效地用於整合1,024個快閃記憶體元件，良率超過98%。

「二維（2D）材料有可能被用來製造超快閃存，」蔣永波、劉春森和他們的同事在論文中寫道。「然而，由於介面工程問題，超快非揮發性性能目前僅限於剝離式二維材料，並且缺乏短溝道器件的性能演示。我們報告了一種超快2D閃存的可擴展集成工藝，可以用於整合1,024個快閃記憶體元件，良率超過98%。

為了製造超快閃陣列，研究人員結合了多種處理技術，包括微影、電子束蒸發、熱原子層沉積、聚苯乙烯輔助轉移技術和退火製程。作為他們最近研究的一部分，他們應用了他們提出的方法來製造具有兩種不同記憶體堆疊配置的記憶體，這兩種配置都獲得了高產量。

「我們用記憶體堆疊的兩種不同隧道勢壘配置（HfO₂/Pt/HfO₂和艾爾₂氧₃/鉑/鋁₂氧₃）並使用轉移化學氣相沉積生長的單層二硫化鉬，」研究人員寫道。

「我們還表明，超快閃存的通道長度可以縮小到 10 奈米以下，這低於矽快閃記憶體的物理極限。我們的 10 奈米以下設備提供非揮發性資訊儲存（高達4 位元）和強大的耐用性（超過10⁵）」。

Jiang、Liu 及其同事進行的初步測試證明了他們的方法有望實現超快閃存的可擴展集成，從而實現高產量。研究人員成功地將快閃記憶體的通道長度縮小到 10 nm 以下，並發現這些 10 nm 以下的裝置仍然表現出超快的速度，可儲存多達 4 位元並保持非揮發性。

進一步的研究可以使用該團隊提出的整合製程來製造基於其他 2D 材料和不同記憶體堆疊配置的快閃記憶體陣列。這些努力可以進一步促進未來的大規模部署超快閃存設備。

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