无定形GeSe阈值开关

皮秒级开关

通过电场驱动的偶极有序化实现非阿伦尼乌斯阈值切换，突破热速度极限，为超快存储级存储器提供新路径。

Song, Wenxiong · Guangjie, Shi · Hu, Qi · Zhu, Fan · Xin, Tianjiao · 陈颖 · Clima, Sergiu · Teobaldi, Gilberto · Song, Sannnian · Hwang, Cheolseong · 刘利民 · 成岩 · 宋志棠

Nature Communications 2026

参数信息

Ge原子位移

0.23 Å

Se原子位移

-0.21 Å

衍射斑点间距

1.95 Å

技术优势

突破热速度极限

电场诱导的非阿伦尼乌斯过程压扁热激活势垒，使偶极有序驱动的开关在皮秒内完成，比传统热激活机制快几个数量级。

实现单材料双功能

在仅选择器存储器件中直接利用偶极起源的阈值电压不对称性，通过单一材料工程同时实现选择和存储功能，简化器件结构。

揭示原子尺度机制

结合原子分辨埃束电子衍射和场耦合从头算分子动力学，实验上首次捕获无定形GeSe中电场驱动的偶极有序化，为精确操控提供依据。

应用场景

• 存储级内存：提供皮秒级开关速度和非易失存储特性，适合用作存储级内存的快速存储单元。
• 阈值开关：基于电场驱动偶极有序化的阈值开关机制，可实现低功耗、高速度的开关操作。
• 计算芯片：为计算芯片提供超越热速度极限的超快电阻开关，有望提升内存计算性能。