1
“祝融号”揭秘火星浅表结构
【导读】
9月26日，中国科学院地质与地球物理研究所火星研究团队与合作者在一项研究中，通过分析“祝融号”火星车携带的次表层探测雷达数据揭示了火星的浅表结构，研究发现该区域数米厚的风化层下存在两套向上变细的沉积层序，可能反映了约35亿～32亿年以来，多期次与水活动相关的火表改造过程。同时，该区域火表之下0～80米内未发现液态水存在的证据，但不排除存在盐冰的可能。
在新的研究中，科研人员对“祝融号”在2021年5月25日至9月6日共103个火星日、长达约 1171米的行程中获得的低频雷达数据进行深入分析，得到了浅表80米之上的高精度结构分层图像和地层物性信息。
有趣的是，他们看到了雷达数据反映出火星浅表的两个分层结构，而且它们的雷达反射特征比较一致：每一层都是反射能量随着深度增加由弱变强。
这反映了哪些火星浅表结构特征呢？经过理论模拟，研究人员认为该区域的火壤层下存在两套向上变细的沉积层序。其中，第一套沉积层序位于地下约10～30米，含有较多石块，与距今大约16亿年以来的短时洪水、长期风化或重复陨石撞击作用有关；第二套沉积层序位于地下约30～80米，其石块粒径更大（可达米级），且分布更为杂乱，反映了更古老、更大规模的火表改造事件。基于撞击坑统计定年结果推测，这次改造事件可能发生在35亿～32亿年前，与乌托邦平原南部的大型洪水活动有关。
“祝融号”雷达探测的另一个主要目标是乌托邦平原南部现今是否存在地下水或冰。雷达成像结果显示，0～80米深度范围内反射信号强度稳定，介质具有较低的介电常数，排除了巡视路径下方含有富水层的可能性。热模拟结果也进一步表明，液态水、硫酸盐或碳酸盐卤水难以在“祝融号”火星车着陆区地下100米之内稳定存在，但目前无法排除这个区域内盐冰存在的可能性。
此次研究为深入认识火星地质演化与环境、气候变迁提供了重要依据。加拿大约克大学教授和行星科学研究所研究员艾萨克·史密斯等审稿人认为，该研究“以独特而重要的视角提供了巡视区地下结构的定量约束”，“对人们认识火星地下结构和演化具有重要的意义”。
论文信息：
标题：Layered subsurface in Utopia Basin of Mars revealed by Zhurong rover radar
出版信息：Nature，26 September 2022
DOI：10.1038/s41586-022-05147-5
2
我国学者成功研制当前最小低功耗相变存储单元
【导读】
中国科学院上海微系统与信息技术研究所宋志棠、王浩敏等组成的联合研究团队采用石墨烯纳米带边缘接触制备出当前功耗最小的相变存储单元器件。研究成果以“通过石墨烯纳米带边界接触实现相变存储器编程功耗最小化”为题，于2022年7月18日在线发表于《先进科学》（Advanced Science）期刊。
当今数据生产呈现爆炸式增长，传统的冯·诺依曼计算架构已成为未来继续提升计算系统性能的主要技术障碍。相变随机存取存储器 (PCRAM)可以结合存储和计算功能，是一条突破冯·诺依曼计算构架瓶颈的理想路径。它具有非易失性、可集成密度高、编程速度快和循环寿命长等优点。然而，PCRAM中相变材料与加热电极之间的接触面积较大，造成相变存储器操作功耗较高。如何进一步降低功耗成为相变存储器未来发展面临的最大挑战之一。缩小加热电极尺寸成为降低功耗的关键。石墨烯纳米带（graphene nanoribbon，GNR）是一种准一维的石墨烯纳米结构，具有化学惰性和良好的热稳定性，并且具有超高载流能力（＞1E9 A/cm2），可以用作相变存储器加热电极。
研究团队利用六方氮化硼（h-BN）封装GNR，使相变材料与GNR形成边界接触，将电极尺寸推向极限小。测量结果表明：（1）当边界接触宽度减小至~3 nm时，其横截面积降至~1 nm2，相变存储单元不但可以实现万次以上的循环寿命，而且RESET电流降低为 0.9 μA，对应写功耗降低至~53.7 fJ。该功耗比目前最先进制程制备的单元器件低近两个数量级，几乎是由碳纳米管裂缝（CNT-gap）保持的原最小功耗世界记录的一半。（2）具有石墨烯和GNR边界接触电极的不对称结构的相变存储单元的循环寿命及失效机制对电压极性具有很强的依赖性。（3）在基于GNR边界接触电极的相变存储单元中，GNR不仅作为加热电极也充当半导体沟道，可在2.5 MHz的时钟频率下实现D型触发器的时序逻辑功能。
该研究将h-BN/GNR/h-BN异质结构应用于相变存储单元中，器件尺寸接近相变存储技术的缩放极限，实现了超低功耗、高编程速度、出色的高/低电阻比并且展现出良好稳定性和耐用性。同时也为后摩尔时代低功耗存内算术和逻辑单元的开发开辟了新的技术路径。
论文信息：
标题：Minimizing the Programming Power of Phase Change Memory by Using Graphene Nanoribbon Edge-Contact
出版信息：Advanced Science，18 July 2022
DOI：10.1002/advs.202202222
转自：“科研之友 ScholarMate”微信公众号
如有侵权，请联系本站删除！
