图 1a 和 1b 是器件的构造示意图及光学显微照片，InSe 是沟道、hBN 是隧穿势垒层、MLG 是浮栅、SiO2 是掌握栅介电层、重掺硅是掌握栅。高分辨扫描透射电子显微镜表征显示，InSe/hBN/MLG 异质结具有原子级锐利的界面特性（图 1c-e）。基本的存储特性表征显示浮栅场效应晶体管具有大的存储窗口（图 2）。通过在掌握栅上施加一个幅值为 + 17.7/-17.7 V、半峰宽为 160 ns 的脉冲电压对浮栅存储器进行编程 / 擦除操作，浮栅存储器表现出极高的擦除 / 写入比（擦除态 / 编程态电流比为～1010）、极长的存储韶光（大于 10 年）和精良的耐久性（可重读擦写次数大于 2000）（图 3）。进一步利用自主搭建的超短脉冲电源（半峰宽为 21 ns，幅值为 + 20.2/-20.8 V）来对器件进行写入 / 擦除操作，仍能实现高的擦除 / 写入比（1010）及超快读取（图 4a-d）；此外，将 InSe 沟道更换成 MoS2，同样可实现超快的编程 / 擦除操作，表明了具有原子级锐利界面的范德瓦尔斯异质构造实现超快浮栅存储器的普适性。更进一步受益于极高的擦除 / 写入比，研究通过优化 hBN 的厚度，实现了浮栅存储器的多值存储（图 4e）。
▲图 1. 基于 InSe/hBN/MLG 范德瓦尔斯异质结的浮栅场效应晶体管的器件构造及原子级锐利的界面特性 | 图自中国科学院网站，下同
▲图 2. 基于范德瓦尔斯异质结的浮栅场效应晶体管的基本存储特性表征显示其具有大存储窗口
据先容，基于原子级锐利界面的范德瓦尔斯异质结超快浮栅存储用具有和动态随机存取存储器（10 ns）相称的编程速率，同时具备非易失落、大容量的存储特性。对付发展未来高性能非易失落存储用具有主要意义，也为进一步开拓基于范德瓦尔斯异质构造的高性能电子器件供应了一种创新思路。未来在运用上的寻衅紧张是高质量、大面积 hBN 和二维原子晶体沟道材料的外延成长及其集成器件的构筑。
IT之家理解到，5 月 3 日，干系研究成果以 Atomically sharp interface enabled ultrahigh-speed, nonvolatile memory device 为题，在线揭橥在 Nature Nanotechnology 上。
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▲图 3. 基于范德瓦尔斯异质结的浮栅存储器的擦除 / 写入操作，超高擦除 / 写入比，数据存储的非易失落性及耐久性。a. 基于范德瓦尔斯异质结的浮栅存储器的编程、擦除及相应的读取操作事理。b. 在掌握栅上施加幅值为 + 17.7/-17.7 V、半峰宽为 160 ns 的脉冲电压成功实现浮栅存储器的编程 / 擦除操作，擦除 / 写入比高达～1010。c. 对浮栅存储器进行编程 / 擦除操作后，编程态和擦除态的阈值电压随韶光的变革关系表明浮栅存储用具有非易失落的数据保持能力（十年以上）。d. 对浮栅存储器反复进行 2000 次以上的擦除 / 写入操作，其擦除态和编程态电流险些没有任何变革，表明浮栅存储器的精良耐久性能。
