随着万物智联时代的到来，5G、人工智能、智能汽车等新兴应用场景对数据存储在速度、功耗、容量、可靠性等层面提出了更高要求。尤其是人工智能大模型日趋火热，HBM和DDR5等DRAM开始渐渐无法满足需求，虽然速度快，但其存在着功耗大、容量低、成本高等问题，以英伟达A100的数据中心平台为例，DRAM的功耗就要占据平台总功耗的40%。作为一种传统路径其发展已经逐渐触碰到天花板，市场亟待能够满足新场景需求的存储器产品。
相变存储器是一种新型存储器，具有低延时、读写时间均衡、寿命长、功耗低、密度高等诸多优势，对于替代DRAM具有很好的前景。相变存储，顾名思义是利用相变材料的物理状态变化来存储数据，所以材料就是相变存储的核心。近年来，二维范德华过渡金属二硫属化物被认为是一种有前景的相变材料，可用于相变存储器，但与这类相变材料相关的复杂开关机制和制造方法，给大规模生产带来了挑战。
美国东北大学研究团队的新成果为解决这一难题带来了新思路，该成果验证了溅射技术在制造大面积二维范德华四硫属化物方面的潜在用途。同时利用这项技术，他们制造并鉴定了一种非常有前途的材料——碲化铌。
研究人员表示，溅射是一种广泛使用的技术，涉及将材料薄膜沉积到基板上，从而能够精确控制薄膜的厚度和成分。此次新研究所沉积的碲化铌薄膜最初是非晶态的，但通过在272℃以上的温度下退火可结晶为二维层状晶相。与传统的非晶态相变材料不同，碲化铌表现出低熔点和高结晶温度。这种独特的组合降低了复位能量并提高了非晶相的热稳定性。
研究团队预计，这种新材料可在高达135℃的温度下保留数据10年，优于传统非晶态相变材料的85℃，这表明碲化铌具有出色的热稳定性以及在汽车行业等高温环境中使用的可能性。此外，碲化铌还表现出约30纳秒的快速切换速度，进一步凸显了其作为下一代相变存储器的潜力。
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