本期将介绍由南京大学，厦门大学，中国人民大学，耶鲁大学和伦斯勒理工学院联合研究组准备的单原子存储器。该研究小组最初将单轴存储用作实验目标。但是，未能观察到磁存储的迹象，但出乎意料地看到了单分子驻极体的操纵，从而实现了类似的铁电记忆。研究背景摩尔定律指出：每18个月，集成电路上晶体管的密度就会增加一倍。在过去的几十年中，半导体行业的发展一直沿此法则发展，这也使最新的电子设备比以前的设备更小，功能更强大。当前微电子技术的特征尺度已经进入5nm，并且在不久的将来不可避免地会进入原子尺度。在这种情况下，使用单个原子作为信息单元的存储和逻辑设备的设计已成为未来原子集成电路的关键研究和开发内容。来自南京大学，厦门大学，中国人民大学，耶鲁大学和伦斯勒理工学院的五所大学的联合团队最近发布了三端新原理Gd @ C82单原子存储器。这是一种使用C82原子笼中单个Gd原子的位置作为信息的存储方案。这项研究持续了四年，并在Nature Nanotechnology上发表，标题为“ AGd @ C82single-moleculeelectret”。 （自然纳米技术中的碳单原子驻极体的驻极体驻极体），康康，南京大学，张敏中，白占斌和中国人民大学，王聪是该论文的第一作者，五位教授是宋凤起。这五所大学的Ji，Wei Xie，Xie Suyuan，Shi Sufei和Mark A.Reed是本文的相应作者。基本特性研究小组通过理论计算和实验测量发现了世界上第一个单分子驻极体（驻极体）-Gd @ C82。它是一个单分子，在人体合成驻极体后，其物理尺寸已压缩到100多年。水平仪（〜1nm，十亿分之一米），这是目前人类已知的最小的驻极体。在过去的研究工作中，各种研究小组一直在对单分子驻极体进行研究和探索，但是由于单分子的电偶极稳定性差，这些驻极体的存在一直存在争议。该论文报告了在Gd @ C82的两个相邻电子状态之间进行门控切换的观察结果。被包围的Gd原子形成一个电荷中心，该电荷中心建立了两个单电子传输通道。当栅极电压为±11V时，系统通过铁电磁滞回线在两个传输通道之间切换。使用密度泛函理论，将这两个电子态分配给两个不同的永久电偶极子方向，这是由捕获在C82笼子中两个不同位置的Gd原子产生的。由于Gd @ C82分子的正负电荷中心不重叠，因此分子中存在电偶极矩。 Gd原子位置的变化也是分子电偶极矩的变化，这与单分子水平的铁电相似。这也是出现磁滞回线的原因。原理和测试在实验中，研究人员使用电迁移纳米间隙方法在1.6K（约-271.55°C）的超低温下，在宽度约50nm的金属线上形成了约1nm的间隙，并成功地已经构建了多个Gd @ C82单分子设备。 GD @ C82单分子器件结构图；图（a）是典型的反馈控制电迁移过程，图（b）是金电极被破坏之前的SEM电子显微镜图像；图（c）在电迁移后不同栅极电压Vg下的IV曲线；图（d）是差动电导dI / dV与偏置电压Vds和栅极电压Vg之间的关系。实验发现，单分子器件表现出两组库仑振荡峰位置，并且可以通过施加较大的栅极电压将其调整到一组特定的振荡峰位置，从而可以控制该结构。由大门控制。 。通过该过程，可以总结出类似于铁电磁滞回线的结果，矫顽场约为1V / nm。在过去，已经发现该分子具有偶极矩，因此该单分子水平的磁滞回线和矫顽场为单分子“铁电”磁路提供了关键证据。物理。图片是二进制存储状态si