Dispositivos de memoria:como un subconjunto de funciones electrónicas que incluye lógica, sensores y pantallas:han experimentado un aumento exponencial en integración y rendimiento conocido como Ley de Moore. En paralelo, nuestra vida diaria implica cada vez más una variedad de funciones electrónicas de rendimiento relativamente bajo implementadas en chips de computadora en tarjetas de crédito, electrodomésticos, e incluso etiquetas inteligentes en productos de consumo.

Si bien los dispositivos de memoria se vuelven progresivamente más flexibles, su facilidad de fabricación e integración en aplicaciones de bajo rendimiento generalmente se ha tratado como de importancia secundaria. Pero ahora, gracias al trabajo de un grupo de investigadores de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Munich en Alemania e INRS-EMT en Canadá, esto está a punto de cambiar.

Fabricación aditiva, quizás más conocido por la impresión 3D, permite un flujo de proceso optimizado, eliminando la litografía compleja y los pasos de remoción de material en detrimento del tamaño de la característica, que en muchos casos no es crítico para los dispositivos de memoria en usos menos exigentes desde el punto de vista informático.

La impresión por inyección de tinta es una tecnología de oficina común que compite con la impresión láser. Ofrece el beneficio adicional de una sencilla transferencia de la impresión de inyección de tinta a la impresión de rollo a rollo. En un artículo que aparece esta semana en Letras de física aplicada , el grupo presenta una prueba de concepto, utilizando memoria resistiva (ReRAM) que ahora allana el camino para la producción masiva de productos electrónicos imprimibles.

El principio básico detrás del ReRAM del grupo es simple. "En cualquier tipo de recuerdo, la unidad de memoria básica debe ser conmutable entre dos estados que representan un bit, o '0' o '1.' Para dispositivos ReRAM, estos dos estados están definidos por la resistencia de la celda de memoria, "explicó Bernhard Huber, estudiante de doctorado en INRS-EMT y trabajando en el Laboratorio de Tecnología de Microsistemas de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Munich.

Para la memoria de acceso aleatorio de puente conductor (CB-RAM) utilizada por el grupo, "0" es "un estado de alta resistencia representado por la alta resistencia de un vidrio aislante giratorio, que separa un electrodo de polímero conductor de un electrodo de plata, ", continuó." El '1' es un estado de baja resistencia, que está dado por un filamento metálico que crece en el vidrio giratorio y proporciona un cortocircuito reversible entre los dos electrodos ".

En lugar de imprimir colores, "utilizamos tintas funcionales para depositar una estructura de condensador (conductor-aislante-conductor) con materiales que ya se han implementado en procesos de sala limpia, ", Dijo Huber." Este proceso es idéntico al de una impresora de inyección de tinta de oficina, con una opción adicional de ajustar el tamaño de la gota y calentar el material objetivo ".

El concepto de CB-RAM ya está bien establecido y los líderes del grupo, Andreas Ruediger de INRS-EMT en Canadá y Christina Schindler de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Munich, han trabajado anteriormente en células CB-RAM más convencionales.

¿Cuál es el significado del trabajo del grupo?

"No solo demostramos que era posible un proceso completo (de impresión) aditivo, sino también que los parámetros de rendimiento son comparables a los de los dispositivos fabricados en salas blancas, ", Dijo Schindler." El mayor atractivo tecnológico es la flexibilidad mecánica de nuestros mosaicos de memoria, y el hecho de que todos los materiales necesarios para el procesamiento están disponibles comercialmente ".

"De nuestra prueba de concepto, estamos allanando el camino hacia la optimización, ", Dijo Schindler." Nuestra mayor sorpresa fue lo poco que el rendimiento del dispositivo depende del proceso de fabricación ".

Esto permite una electrónica flexible de muy bajo costo a través de procesos de impresión. "La electrónica de impresión bajo demanda es otro gran campo de posibles aplicaciones, "Dijo Ruediger." En la actualidad, la principal fuente de electrónica versátil son los arreglos de puertas programables en campo que proporcionan un circuito reconfigurable que se puede adoptar para diferentes propósitos con limitaciones predefinidas ".

La electrónica de impresión bajo demanda muestra un enorme potencial para líneas de producción pequeñas e intrínsecamente flexibles y productos para el usuario final.

"Imagínense los supermercados que imprimen sus propias etiquetas inteligentes o los proveedores de transporte público que personalizan boletos multifuncionales a pedido. Los 'wearables' que explícitamente requieren dispositivos electrónicos flexibles también pueden beneficiarse, ", Dijo Schindler. Los costos de una impresora de este tipo, después de la optimización de los pasos del proceso, podría caer dentro del rango de las impresoras de inyección de tinta actuales.