Fotografía de un banco de memoria WORM impreso con 26 bits, con una imagen de microscopio óptico del diseño de bits a la derecha. El tamaño de la broca es de aproximadamente 200 x 300 micrómetros. Crédito de la imagen:Leppäniemi, et al. © 2012 IOP Publishing Ltd
(Phys.org) - En un intento por reducir el costo de hacer dispositivos de memoria flexibles de escritura única, lectura múltiple (WORM), un equipo de investigadores de Finlandia ha desarrollado un proceso de fabricación que puede imprimir en masa miles de estos recuerdos en un sustrato flexible. Dado que no se pueden reescribir, Las memorias WORM son particularmente útiles para aplicaciones a prueba de manipulaciones, como la votación electrónica y el almacenamiento de registros médicos.
Los investigadores, Jaakko Leppäniemi, Tomi Mattila, Terho Kololuoma, Mika Suhonen, y Ari Alastalo en el Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia, han publicado su artículo sobre el proceso de impresión de memoria WORM en un número reciente de Nanotecnología .
La memoria WORM es una memoria resistiva en la que los datos se escriben utilizando un estado "0" de alta resistencia y un estado "1" de baja resistencia. La lectura se puede realizar con un dispositivo que mide las diferentes resistencias por contacto físico o capacitivamente barriendo la memoria sin hacer contacto.
Para realizar una memoria WORM resistiva, los investigadores prepararon trozos de una mezcla de nanopasta de plata que combina las ventajas de dos tintas comerciales diferentes de Advanced Nano Products Ltd. Una de las tintas, llamado DGP, tiene la ventaja de poder escribir con una potencia eléctrica moderada, pero tiene la desventaja de la inestabilidad debido a que el estado "0" de alta resistencia pierde resistencia. La segunda tinta llamado DGH, tiene las propiedades opuestas:requiere una alta potencia eléctrica para escribir pero tiene una estabilidad mejorada a largo plazo. Aunque ninguna tinta por sí sola es óptima para crear bits de memoria, los investigadores encontraron que combinarlos ofrece lo mejor de ambos mundos:potencia eléctrica moderada para escribir y buena estabilidad a largo plazo.
(a) Ilustración del proceso de impresión de rollo a rollo. Después de imprimir, el rollo que contiene los bancos de memoria WORM se introduce en una troqueladora, y algunos de los bancos de memoria WORM cortados están laminados. (b) Línea de impresión de rollo a rollo de VTT "ROKO". Crédito de la imagen:Leppäniemi, et al. © 2012 IOP Publishing Ltd
Cuando se combina, las dos tintas forman una red autoorganizada, lo que permite a los investigadores ajustar la conductividad inicial y la resistencia del estado "0" de los bits. Los investigadores pudieron controlar la resistencia controlando qué tan sinterizadas y juntas están las nanopartículas:la resistencia es alta cuando las partículas no están sinterizadas y bien separadas, pero disminuye cuando las partículas se sinterizan y se fusionan. Para controlar la distancia entre partículas, los investigadores emplearon nanopartículas encapsuladas con ligandos para evitar la aglomeración y crear el estado "0" de alta resistencia. Para disminuir la resistencia, y así cambiar del estado "0" al estado "1", los investigadores eliminaron la encapsulación calentándola con corriente eléctrica. El calor derrite el ligando, que permite que las partículas no encapsuladas se fusionen y sintericen, donde logran mayor conductividad y menor resistencia.
De este modo, la técnica permite modificar de forma selectiva e irreversible la resistencia de los bits, habilitando una función de memoria WORM. Como explicaron los científicos, tal memoria tiene importantes ventajas para el uso en el mundo real.
“La ventaja de la memoria radica en la procesabilidad, "Leppäniemi dijo Phys.org . “Las memorias se pueden imprimir con métodos de alto rendimiento y las propiedades de la broca se pueden personalizar cambiando la composición de la tinta de la broca. También, la memoria resistiva proporciona sencillez, lectura no destructiva en comparación, por ejemplo, a memorias de acceso aleatorio ferroeléctricas imprimibles ".
(a) Una tarjeta de cuestionario con un banco de memoria WORM de 12 bits impreso, batería flexible, y LED. (b) Impresión rollo a rollo de los bancos de memoria WORM para la tarjeta con la línea de impresión "ROKO" de VTT. (c) Presinterización del banco de memoria WORM y dispositivo de lectura. Crédito de la imagen:Leppäniemi, et al. © 2012 IOP Publishing Ltd
En términos de estabilidad, los investigadores observaron el inicio de una lenta disminución de la resistencia después de haber estado almacenados durante cuatro meses en la oscuridad con un desecante en condiciones ambientales. La disminución resultó del estado "0" menos estable debido a la auto-sinterización, que disminuyó su resistencia. Sin embargo, incluso después de los 19 meses de tiempo de seguimiento, los investigadores describieron los bits como manteniendo una buena estabilidad de estado "0". A diferencia de, cuando se expone a una temperatura alta de 85 ° C (185 ° F) y una humedad relativa alta del 85%, la resistencia sufrió una rápida caída en menos de tres horas.
Para demostrar una aplicación simple de la memoria WORM, los investigadores, junto con Stora Enso Oyj, fabricado 1, 000 tarjetas de cuestionario eléctrico para la conferencia Printed Electronics Europe 2011 que los asistentes utilizaron para votar por el mejor stand de la conferencia. Una batería impresa flexible suministró el pequeño voltaje de escritura (menos de 10 voltios), y un LED dentro de la tarjeta indicó que se presionó correctamente un botón. Las tarjetas de cuestionario representan solo un uso posible de la memoria WORM, que los investigadores esperan mejorar aún más en el futuro.
“El objetivo es proporcionar lógica de direccionamiento de memoria impresa y alcanzar cantidades de bits más altas, ”Dijo Leppäniemi. "Además, mejorar la estabilidad a largo plazo mediante un encapsulado adecuado requiere más atención ".
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