石墨烯或成信息存储器“新宠”

由华东理工大学教授陈彧博士领衔的科技团队，经3年多潜心研究，创新设计制备出基于 石墨烯的高分子信息存储材料等一系列新型非易失性高分子信息存储功能材料。

　　这些成果的近20篇论文先后在《先进材料》、《先进功能材料》等国际著名和知名SCI期刊上发表，受到国际同行的高度关注和积极评价。英国一家知名期刊对这一成果进行点评时指出，陈彧等制备的器件“存储过程完美，有望成为目前基于硅的半导体存储技术的潜在替代或补充技术”。

　　非易失性存储芯片（即使关闭电源，存储器仍然能保留存储的信息）在我国每年约有2200亿元的市场总额，但国货却几近空白。在电脑、手机、数码相机等电子产品中，使用的主流存储技术仍然是硅基存储技术。随着社会步入信息时代，要求存储器具有更大的数据存储密度和更快的获取信息能力。为了实现这个目标，微电子工业需要将更多更小尺寸的存储元件集成在单块芯片上。目前单个存储单元的尺寸已经从2000年的130纳米缩小到2011年的45纳米，预计到2018年将达到16纳米的硅基半导体的物理极限。超过这个极限，存储器件的可靠性和稳定性将受到极大影响。按照国际半导体工业协会发布的《国际半导体技术路标》的说法，现存的信息存储技术将渐渐走到发展尽头。

　　2006年，国家将“突破制约信息产业发展的核心技术”、“掌握集成电路及关键元器件等核心技术”，列入国家科学和技术长远发展规划（2006-2020）。陈彧认为，实现大容量、高读写速度、低工作电压和高可靠性的大规模新型非易失性存储器，需要引进全新的概念、材料和技术。从2008年开始，陈彧团队通过调控固体薄膜形貌等手段创新设计和制备了一系列高性能高分子信息存储功能材料。其中基于 石墨烯的高分子信息存储材料的设计和制备工作是国际上开展最早、成果最为突出的工作。

　　陈彧介绍说，石墨烯以其独特的二维结构和优异的电学、光学、热学和机械性能，备受科研机构的关注，迅速成为材料、化学、物理和工程领域的热点研究课题。石墨烯的空穴/电子迁移率在已知半导体材料中最高，预计不久的将来，以石墨烯作为数据存储介质必将引发一场信息技术产业的革命，它能在更小的空间上，使用最少的能源来存储更多的数据信息。

　　在国家基金委和复旦大学集成电路国家重点实验室的资助下，经过无数次失败洗礼，陈彧团队设计合成了一系列基于石墨烯和其他功能材料的非易失性信息存储功能材料。近两年来，陈彧团队研发的新型存储材料在多项关键指标上不断取得新突破，部分指标接近或达到了实际应用技术的需求。

　　陈彧告诉记者，在已合成的这些材料中，基于石墨烯的新型存储材料的应用前景最为看好。“与硅基材料相比，高分子信息存贮材料有明显的优势。它容易加工、成本低、功耗小、重量轻、体积小、存储密度高，可以三维堆积，甚至可以大面积‘刷涂’在玻璃、塑料和集成电路上，还能根据需要对分子结构进行剪裁，调控材料和相应器件的存储功能。”

　　作为上海市优秀学科带头人和全国化工优秀科技工作者，陈彧认为，虽然近年来国内外在高分子存储材料研究方面取得了一些较突出的进展，但与无机硅存储器相比，在响应速度、开关比、读写循环次数、热稳定性、器件维持时间等方面还存在较大差距，离实际应用还有较长的路要走。

　　科学和工程之间的桥梁是技术，只有架起了技术这座桥梁，才能有效地将实验室成果转化为生产力。“我们将不懈努力，继续攻克薄弱环节；同时也衷心希望与国内的产学研单位开展协同创新合作，努力实现基于石墨烯的新型存储材料的产业化，力争将该材料的开发应用走在世界前列。”陈彧的一番话让我们对石墨烯这一新型存储材料的未来充满希冀。