日本国家材料科学研究所（NIMS）开发了一种存储设备，能够使用光输入值和电压输入值存储多个值。这种由层状二维材料构成的装置能够以光学方式控制储存在这些层中的电荷量。该技术可用于显著提高存储器件的容量，并可应用于各种光电器件的开发。
存储信息的存储设备（如闪存）在当今的信息社会中扮演着不可或缺的角色。在过去的20年里，这些设备的记录密度大大增加。随着物联网技术在不久的将来被广泛采用，人们希望加快开发速度更快、容量更大的存储设备。然而，目前通过硅微加工提高存储容量和能源效率的方法即将达到极限。因此，具有不同工作原理的存储设备的开发一直在等待。
为了满足预期的技术需求，研究团队开发了一种由层状二维材料组成的晶体管存储器件，包括用作沟道晶体管的半导体二硫化铼（ReS2）、用作绝缘隧道层的六方氮化硼（h-BN）和用作浮栅的石墨烯。该装置通过以类似于传统闪存的方式将电荷载流子存储在浮栅中来记录数据。当光照时，ReS2层中的空穴电子对容易被激发。这些对的数量可以通过改变光的强度来调节。研究小组成功地创造了一种机制，当电子再次与石墨烯层中的空穴耦合时，石墨烯层中的电荷量逐渐减少。这一成功使该装置能够作为一个多值存储器运行，能够通过光和电压的联合使用有效地分阶段控制存储的电荷量。此外，这种装置可以通过最大限度地减少电流泄漏来高效地运行能源，这一成果是通过将二维材料分层，从而在原子水平上使它们之间的界面变得平滑。
该技术可用于显著提高存储设备的容量和能效。它也可以应用于各种光电器件的开发，包括光学逻辑电路和高灵敏度的光传感器，能够通过光和电压的结合来控制存储在其中的电荷量。
论文信息：Bablu Mukherjee et al. Laser‐Assisted Multilevel Non‐Volatile Memory Device Based on 2D van‐der‐Waals Few‐Layer‐ReS 2 /h‐BN/Graphene Heterostructures, Advanced Functional Materials (2020)
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202001688
