Las celdas de memoria resistiva o ReRAM para abreviar se consideran la nueva solución de almacenamiento de súper información del futuro. En el presente, se persiguen dos conceptos básicos, cuales, hasta ahora, se asociaron con diferentes tipos de iones activos. Pero esto no es del todo correcto, como investigadores de Jülich que trabajan junto con su coreano, Los colegas japoneses y estadounidenses se sorprendieron al descubrirlo. En las celdas de memoria de cambio de valencia (VCM), no solo son activos los iones de oxígeno cargados negativamente, pero, similar a las células de memoria de metalización electroquímica (ECM), también lo son los iones metálicos cargados positivamente. El efecto permite modificar las características de conmutación según sea necesario y permite moverse hacia adelante y hacia atrás de un concepto a otro. según lo informado por los investigadores en las revistas Nanotecnología de la naturaleza y Materiales avanzados .

Las células ReRAM tienen una característica única:su resistencia eléctrica se puede alterar aplicando un voltaje eléctrico. Las células se comportan como un material magnético que se puede magnetizar y desmagnetizar nuevamente. En otras palabras, tienen un estado ENCENDIDO y APAGADO. Esto permite almacenar información digital, es decir, información que distingue entre "1" y "0". Las ventajas más importantes de las ReRAM son que se pueden cambiar rápidamente, consume poca energía, y mantienen su estado incluso después de largos períodos de tiempo sin voltaje externo.

El comportamiento memristivo de ReRAMs se transmite a iones móviles. Estos iones se mueven de manera similar a una batería, fluyendo hacia adelante y hacia atrás entre dos electrodos en una capa de óxido metálico de no más de unos pocos nanómetros de espesor. Por mucho tiempo, Los investigadores creían que los VCM y los ECM funcionaban de manera muy diferente. En ECM, los estados ON y OFF se logran cuando los iones metálicos se mueven y forman filamentos con forma de bigotes. Esto sucede cuando se aplica un voltaje eléctrico, haciendo que tales filamentos crezcan entre los dos electrodos de la celda. La celda está prácticamente en cortocircuito y la resistencia disminuye bruscamente. Cuando el proceso se controla cuidadosamente, la información se puede almacenar. El comportamiento de conmutación de los VCM, a diferencia de, se asociaron principalmente con el desplazamiento de iones de oxígeno. Al contrario de los iones metálicos, están cargados negativamente. Cuando se aplica un voltaje, los iones salen de un compuesto metálico que contiene oxígeno. El material se vuelve repentinamente más conductor. En este caso también, el proceso necesita ser controlado más cuidadosamente.

Investigadores de Jülich que trabajan junto con sus socios de la Universidad Nacional de Chonbuk, Jeonju, el Instituto Nacional de Ciencia de Materiales en Tsukuba y el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en Boston descubrieron un segundo proceso de cambio inesperado en los VCM:los iones metálicos también ayudan a formar filamentos en los VCM. El proceso se hizo visible porque los científicos suprimieron el movimiento de los iones de oxígeno. Para hacerlo modificaron la superficie aplicando una fina capa de carbono directamente en la interfaz del material del electrodo con el electrolito sólido. En un caso, utilizaron el grafeno "material milagroso", que comprende una sola capa de carbono. "El grafeno se utilizó para suprimir el transporte de iones de oxígeno a través del límite de fase y para ralentizar las reacciones de oxígeno. De repente, observamos una característica de conmutación similar a la de una celda ECM y, por lo tanto, asumimos que los iones metálicos libres también están activos en los VCM. Esto se verificó adicionalmente usando microscopía de túnel de barrido (STM) y experimentos de difusión. Parece que los iones metálicos brindan soporte adicional para el proceso de conmutación, "dice la Dra. Ilia Valov, electroquímico del Instituto Peter Grünberg de Jülich (PGI-7).

La incorporación de una capa intermedia de carbono de este tipo permitiría pasar de un proceso de conmutación a otro en los VCM. Esto conduciría a nuevas opciones para diseñar ReRAM. "Dependiendo de la aplicación, nuestros hallazgos podrían ser explotados y el efecto intencionalmente mejorado o intencionalmente suprimido, ", dice Valov. Los hallazgos de los científicos dan lugar a varias preguntas." Los modelos y estudios existentes tendrán que ser reelaborados y adaptados sobre la base de estos hallazgos, " says the Jülich scientist. Further tests will clarify how such novel components behave in practice.