主题：同学们，“半导体存储器导论课”第二课开始点名，分组讨论了， -- 老瑞
家园 【第一课】从今年的诺贝尔物理奖谈起(V1.0) 同学们，今天咱们的“半导体存储器导论”开始上课了。
“老班长”同学，请点点名，算算出勤率哈。
说起“半导体存储器”，大家都比较熟悉。即使对它的存储原理不熟悉，大家在日常生活中也是免不了跟其有亲密接触的。那么这个“半导体存储器”的市场有多大那？咱们也不用看那些专业的表格。只要想想，身边的（尤其是近几年来）电脑，数码相机，mp3之类的发展就知道了。
按照通常的惯例，接下去就要讲“半导体存储器”的分类了。让俺看看啊，好像有几个同学已经开始打瞌睡了。那么咱们就先讲点有趣的哈。
从哪里讲起那？有了，还是先从咱们西西河讲起好了。咱们西西河向来是高手如云的，咱们班里也少不了卧虎藏龙的，这点俺是有高度自信的。举个例子来说：今年的诺贝尔物理奖，现在大家都知道了哈。法国人阿尔贝-费尔（Albert Fert）和德国人彼得-格林贝格尔（Peter Grünberg）一起领走了那壹千万瑞典克朗。这个结果现在说说，同学们没觉得有啥特别的。可是同学们，咱们西西河的“Spinfox”老兄两年前就已经预测到了这个结果了！
请大家为西西河的高手们鼓鼓掌。那个记者同学哈，你可以挤到前面来，赶快问问“Spinfox”老兄，咱华夏啥时候可以有咱们的第一块自然科学诺贝尔奖啊。
看到这里，晓得“巨磁电阻效应”（GMR: Giant Magnetoresistance）的同学或许已经偷偷笑了2次了。插一句哈，今年来自德法的这两位老兄就是靠这个题目拿走那壹千万瑞典克朗。可不是嘛？又“Spin”的，又“fox”的，那水平还能差啊？
不知道“巨磁电阻效应”，又想知道他们为啥笑的同学们也不用急。在开始拜读“Spinfox”老兄的大作
以前，咱们先来补补课。简单了解一些“巨磁电阻效应”，还有其在业界的重要应用。
对由铁磁（Ferromagnetic）和非磁性金属（Non-Magnetic Metal）层交替组合成的材料施加足够强的磁场的时候，该材料的电阻会有大幅的下降。这种现象就是所谓的“巨磁电阻效应”。研究发现：如果相邻层中的磁化方向相同的时候，材料的电阻会变得很低。如果磁化方向相反的时候，材料的电阻会变得很高。工业界就利用材料电阻高低的不同，来存储信号“1”和“0”，或者说“OFF”和“ON”。
那么材料在磁场的作用下，电阻为啥会呈现高低的变化那？这就涉及到所谓的“自旋电子学”。“自旋”就是“Spinfox”老兄名字当中的“Spin”。关于“自旋电子学”的原理，进展，遇到的问题。同学们还是好好拜读“Spinfox”老师的大作。咱在这里只给一个粗浅的，形象的比方，只用来帮助大家建立一个初步的概念。
设想一下，你准备过一个路口，你要做的当然是“左看看，右看看，脖子扭扭，屁股扭扭”。如果你运气好的话，发现这条路是单行道，那么你要做的就是“左看看，脖子扭扭，屁股扭扭”。这样通过是不是可以比上面一个路口更容易些？
课外阅读：
1. 早在1997年，IBM已经向市场投放了基于巨磁电阻效应制备的数据读出头（Read Head）。
2. 彼得-格林贝格尔小组最初的工作中，研究了由铁、铬、铁三层金属膜样品，使材料电阻下降了1.5%。费尔小组研究了由铁和铬组成的多层膜样品，电阻下降了50%。
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 迟到了 看来老瑞师傅头一次讲课，看上去显得小心翼翼地，一会儿扯这个老师傅一会儿扯那个大作文，这些统统归到课外作业／课前预习不就得了嘛，到时候您可以先提几个问题，请同学回答，点名或自愿都可以的～～每次作业都留一点，要是被点名的同学没做，罚呗～～罚蒸命题包子一笼，哈哈这都替你想好了，可见我对课程开发有多内行～～
老瑞老师放心大胆地开讲吧，虽然这是开放式课堂，不过反正这里外行很多的，忽悠一小拨同学是没关系的
家园 送花，旁听生 家园 报到兼送宝 谢谢：作者意外获得【西西河通宝】一枚鲜花已经成功送出。
此次送花为【有效送花赞扬，涨乐善、声望】
家园 俺迟到了？不扣学分吧？ 下面是学习体会：
我原来以为巨磁效应，就是跟磁盘有关，是做磁盘用的。听了这课才知道应该是做随机存储器用的。
家园 我来凑凑数说半导体存储器 老师好，我来凑数。
说到半导体存储器，就会想到了单晶硅，那儿有位说硅就是半导体。准确地说，纯的晶体硅具有金刚石结构有稳定的共价键，是电阻率高到104 欧姆厘米的真性半导体。实际用的半导体是掺杂的单晶硅。而生产DRAM, LSI集成电路用的就是常说的8吋，10吋12吋的单晶硅wafer (薄片)。
那什么是存储器呢？ 以前常说的是电脑的RAM（Random Access Memory），这几年新电子产品MP3, PDA, 数码相机里用的是闪存（Flash memory）。还有那新开发的FRAM,MRAM,PRAM。
这些有什么不同呢？
从数据的保持性来划分，电脑的RAM(DRAM; Dynamic Random Access Memory, SRAM; Static Random Access Memory)是一种停电后数据会消失的挥发性 (volatile) 存储器，而磁盘，光盘，MO，到现在的闪存都是不挥发性的(non-volatile) 存储器。他们的共同点都是用他们各自的某个性能的变化来表示出数据的0和1。
DRAM是什么原理呢？那远的要从DRAM集成电路的构造说起，在前面说到的硅wafer上要形成纵横的很小的格子，这就是DRAM的一个cell, 一个cell包括一个三极管（NMOS transistor）和一个用来作为存储的与MOS的drain相连接的电容。而很多排列的cell就靠横向的word line和纵向的bit line 来连通和控制。 他的存储原理是写入1时，给与MOS的gate相连接的横向的word line加电压来导通Source和drain,这时给与source相连的纵向的bit line加电压，导通后的三极管就给电容充电。这就是说靠电容的充放电来写入1和0，读出时，靠gate加电压后导通的MOS来读电容放电的有无。
从原理来看，只要一段时间后，漏电将使得电容保存的电荷下降，到一定时间就得重新写入，这就是动态（dynamic）存储器的名字的来历。
关键词(Tags): #存储器，家园 您的文字俺懂，瑞老师的文字俺看不太懂 家园 老兄莫非是工科出身？看起来不像啊 “南越”兄的文章更接近器件本身，
实际器件就是设计成那样的，
一是一，二是二，很明了。
而且“南越”兄的文笔很洗练，而且容易懂。
俺初步的重点是放在器件原理的介绍上。
对于原理的理解，可能费点劲。
而且，机理也是一个不断完善的过程，
我们现在对有些过程也不能做太绝对的论断。
不过，看了看老兄的文章，
好像都是些“性感”的文章啊，哦，是“感性”的文章
怎么也来俺们这里混着听课啊？
家园 回瑞兄，俺是物理系自动化专业，所以ROM,RAM俺熟悉， 您讲的俺没学过，所以俺不懂，
毕业很多年了，专业知识都忘的差不多了，
看您讲课，俺想做个认真学生，过来旁听一下，
好好学习，天天向上！
不好意思，俺写的文字都是些小女人文字。呵呵
瑞老师，您继续讲，俺认真听。
