Usando grafeno como terminales de barra transversal, Los investigadores de la Universidad de Rice están siguiendo una investigación innovadora que muestra que el óxido de silicio, uno de los materiales más comunes en la Tierra, se puede utilizar como una memoria de computadora confiable. Los recuerdos son flexibles transparente y se puede construir en configuraciones 3-D. Crédito:Jun Yao, Universidad de Rice
(Phys.org) —Los investigadores de la Universidad de Rice están diseñando dos terminales, memorias de computadora tridimensionales en láminas flexibles que prometen la electrónica y las sofisticadas pantallas de visualización.
La técnica basada en las propiedades de conmutación del óxido de silicio, un gran descubrimiento de Rice en 2008, se informó hoy en la revista en línea Comunicaciones de la naturaleza .
El equipo de Rice, dirigido por el químico James Tour y el físico Douglas Natelson, está logrando resultados altamente transparentes, dispositivos de memoria resistiva no volátil basados en la revelación de que el óxido de silicio en sí mismo puede ser un interruptor. Un voltaje que atraviesa una delgada hoja de óxido de silicio separa los átomos de oxígeno de un canal de 5 nanómetros de ancho, convirtiéndolo en silicio metálico conductor. Con voltajes más bajos, el canal se puede romper y reparar repetidamente, durante miles de ciclos.
Ese canal se puede leer como un "1" o un "0, "que es un interruptor, la unidad básica de las memorias informáticas. A 5 nm, promete extender la Ley de Moore, lo que predijo que los circuitos informáticos duplicarán su potencia cada dos años. La electrónica actual de última generación se fabrica con circuitos de 22 nm.
La investigación de Tour, T.T. y W.F. de Rice Cátedra Chao de Química y profesor de ingeniería mecánica y ciencia de los materiales y de informática; autor principal Jun Yao, ex estudiante de posgrado en Rice y ahora investigador postdoctoral en Harvard; Jian Lin, un investigador postdoctoral de Rice, y sus colegas detallan recuerdos que son 95% transparentes, fabricado en óxido de silicio y terminales de grafeno de barra transversal sobre plástico flexible.
Este es un flexible, chip de memoria transparente creado por investigadores de la Universidad Rice. Crédito:Tour Lab, Universidad de Rice
El laboratorio de Rice está fabricando sus dispositivos con un rendimiento de trabajo de alrededor del 80 por ciento, "que es bastante bueno para un laboratorio no industrial, ", Dijo Tour." Cuando pongas estas ideas en manos de la industria, realmente lo afilan a partir de ahí ".
Los fabricantes que han podido colocar millones de bits en dispositivos pequeños como memorias flash ahora se encuentran chocando contra los límites físicos de sus arquitecturas actuales. que requieren tres terminales para cada bit.
Pero la unidad de Rice, requiriendo solo dos terminales, lo hace mucho menos complicado. Significa que las matrices de memorias de dos terminales se pueden apilar en configuraciones tridimensionales, aumentando enormemente la cantidad de información que puede contener un chip de memoria. Tour dijo que su laboratorio también ha sido prometedor para crear memorias de varios estados que aumentarían aún más su capacidad.
El descubrimiento de Yao siguió al trabajo en Rice sobre memorias basadas en grafito en el que los investigadores vieron tiras de grafito en un sustrato de óxido de silicio romperse y curarse cuando se aplicó voltaje. Yao sospechaba que el óxido de silicio subyacente era realmente responsable, y luchó por convencer a sus colegas de laboratorio. "Jun continuó su trabajo en silencio y acumuló pruebas, eventualmente construyendo un dispositivo de trabajo sin grafito, "Tour dijo". Y aún así, otros dijeron, 'Oh, ¡fue el carbono exógeno en el sistema el que lo hizo! ' Luego lo construyó sin exposición al carbono en el chip ".
El artículo de Yao que detalla el mecanismo del óxido de silicio apareció en Nature's Scientific Reports en enero.
Su revelación se convirtió en la base de los recuerdos de próxima generación que se están diseñando en el laboratorio de Tour. donde el equipo está construyendo recuerdos a partir de óxidos de silicio intercalados entre grafeno (cintas de carbono de un átomo de espesor) y unidos a láminas de plástico. No hay una mota de metal en toda la unidad (con la excepción de los cables conectados a los electrodos de grafeno).
La unión del silicio y el grafeno ampliaría la reconocida utilidad del primero y demostraría de una vez por todas el valor del segundo. promocionado durante mucho tiempo como un material maravilloso en busca de una razón para ser, Tour dijo. Señaló que los dispositivos no solo muestran potencial para dispositivos endurecidos por radiación, varios construidos en Rice ahora están siendo evaluados en la Estación Espacial Internacional, sino que también soportan temperaturas de hasta 700 grados Celsius. Eso significa que se pueden montar directamente sobre procesadores integrados sin efectos nocivos.
El laboratorio también está construyendo memorias de barra transversal con diodos integrados para manipular mejor los voltajes de control, Tour dijo. "Hemos estado desarrollando esto lentamente para comprender los mecanismos de conmutación fundamentales, ", dijo." Las industrias han volado y lo miraron, pero estamos haciendo ciencia básica aquí; no empaquetamos cosas bonitas y bonitas, así que lo que ven parece rudimentario.
"Pero esto ahora se está convirtiendo en un sistema aplicado que bien podría tomarse como un futuro sistema de memoria, " él dijo.
