ナノスケール材料：相変化可能な自己閉じ込めナノフィラメントによる相変化メモリー

相変化メモリー（PCM）は、低レイテンシーで、メモリー特性が不揮発性であり、集積密度が高いため、フォン・ノイマンのボトルネックを解決する有望な候補と考えられている。しかし、PCMは通常、相変化材料を融解してアモルファス（非晶質）相にするリセット過程に大電流を必要とし、これによってエネルギー効率が悪化する。デバイス寸法をできるだけ小さくして動作電流を減らそうとさまざまな研究が行われてきたが、製造コストが高くなる一方で、リセット電流の低減には限界がある。今回我々は、相変化可能なSiTe_xナノフィラメントを形成することによってPCMのリセット電流を低減するデバイスを示す。開発されたナノフィラメントPCMでは、製造コストを犠牲にすることなく、高度に微細化された従来型PCMより約1～2桁小さい超低リセット電流（約10 μA）が実現された。このデバイスは、大きなオン/オフ比、高速性、小さなばらつき、多値メモリー特性などの好ましいメモリー特性を維持している。今回の知見は、ニューロモルフィック・コンピューティング・システム、エッジ・プロセッサー、インメモリー・コンピューティング・システム、さらには従来型メモリー用途のための新しい計算パラダイムの開発への重要な一歩である。

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