Los químicos rusos obtuvieron un nuevo complejo fotocrómico compuesto de cationes de bismuto (III) y viológeno y utilizaron el nuevo compuesto para crear elementos de memoria óptica que demostraron ser altamente eficientes y estables. Los resultados del estudio pueden servir para ampliar la gama de componentes microelectrónicos en el futuro. La investigación fue publicada en la revista Comunicaciones químicas .

Dispositivos de memoria modernos, como tarjetas de memoria y unidades SSD, se basan en interruptores eléctricos conocidos como transistores, que pueden formar dos estados eléctricos cuasi-estables debido a la presencia de componentes adicionales capaces de acumular y almacenar carga eléctrica. El valor de esta carga habilita o deshabilita la corriente eléctrica a través del transistor a cierto voltaje de lectura. En elementos de memoria, los estados de alta corriente o "abierto" y de baja corriente o "cerrado" corresponden al uno lógico y al cero lógico, respectivamente, o viceversa. Para escribir o borrar un poco de información, el transistor debe cambiar de un estado a otro. En el caso de materiales fotocromáticos, es decir, materiales que cambian de color cuando se exponen a la luz, la conmutación requiere un pulso de luz y, Muy a menudo, superposición del campo eléctrico, también.

Los cationes viológenos consisten en dos anillos de piridina aromáticos enlazados (C ₁₀ H ₈ norte ₂ R ₂ ) ₂ ⁺ con dos sustituyentes (R) en los átomos de nitrógeno. Algunos complejos de halogenuros metálicos y viológenos, es decir., aquellos que contienen elementos del séptimo grupo de la tabla periódica (F, Cl, Br, y yo), puede cambiar de color cuando se expone a la luz. Estos compuestos aún no han encontrado aplicación en la electrónica a pesar de sus características optoelectrónicas muy atractivas. Por primera vez, un grupo de científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología Skolkovo (Moscú), el Instituto de Problemas de Física Química de RAS (Chernogolovka) y el Instituto Nikolaev de Química Inorgánica de SB RAS (Novosibirsk), dirigido por el profesor de Skoltech Pavel Troshin, ha diseñado un complejo de bismuto fotosensible con propiedades óptimas y ha demostrado que se puede utilizar como un avanzado, material activado ópticamente para dispositivos de memoria.

"Más temprano, mostramos las perspectivas de utilizar materiales fotocromáticos orgánicos en transistores de efecto de campo fotoconmutables y elementos de memoria óptica. Recientemente, Examinamos una serie de derivados del dihetarileteno y establecimos correlaciones muy importantes entre su estructura y propiedades. En el estudio actual, Hemos dado un paso adelante en esta línea de investigación mediante el uso de compuestos metálicos en interruptores ópticos y elementos de memoria. "explica Lyubov Frolova, un científico investigador senior en Skoltech.

Los investigadores ensamblaron transistores orgánicos de efecto de campo con una capa fotosensible adicional hecha del complejo de bismuto con cationes viológenos. Como paso de fabricación del dispositivo intermedio, el complejo se cristalizó como una película a partir de una solución sobre una capa de óxido de aluminio dieléctrico. Los científicos descubrieron que el dispositivo se puede "programar" aplicando simultáneamente pulso de luz y polarización eléctrica entre los electrodos del dispositivo. lo que da como resultado que el dispositivo cambie entre dos o más estados eléctricos cuasi-estables. Tener múltiples estados en el transistor abre grandes perspectivas para crear elementos de memoria de múltiples bits para el registro de datos de alta densidad.

La corriente que atraviesa el canal del transistor se puede modular 100 veces en medio segundo y 10, 000 veces en varias decenas de segundos de programación. Esta cifra apunta a una alta eficiencia de los dispositivos, que coincide con las características de los mejores transistores orgánicos de efecto de campo fotosensibles conocidos hasta la fecha. Los autores asumen que sus dispositivos tendrán capacidad de almacenamiento de datos a largo plazo y podrán soportar muchos ciclos de escritura, lectura y borrado. La investigación reciente ha demostrado su funcionamiento estable en más de 200 ciclos.