Dispositivos de memória - como um subconjunto de funções eletrônicas que inclui lógica, sensores e monitores - passaram por um aumento exponencial na integração e no desempenho conhecido como Lei de Moore. Em paralelo, nossas vidas diárias envolvem cada vez mais uma variedade de funções eletrônicas de desempenho relativamente baixo implementadas em chips de computador em cartões de crédito, eletrodomésticos, e até etiquetas inteligentes em produtos de consumo.

Enquanto os dispositivos de memória estão se tornando cada vez mais flexíveis, sua facilidade de fabricação e integração em aplicativos de baixo desempenho foram geralmente tratados como sendo de importância secundária. Mas agora, graças ao trabalho de um grupo de pesquisadores da Universidade de Ciências Aplicadas de Munique, na Alemanha, e do INRS-EMT, no Canadá, Isso está prestes a mudar.

Fabricação aditiva, talvez mais conhecido por causa da impressão 3-D, permite um fluxo de processo simplificado - eliminando litografia complexa e etapas de remoção de material em detrimento do tamanho do recurso, o que em muitos casos não é crítico para dispositivos de memória em usos menos exigentes computacionalmente.

A impressão a jato de tinta é uma tecnologia comum de escritório que compete com a impressão a laser. Ele oferece o benefício adicional de uma transferência direta de impressão a jato de tinta para impressão rolo a rolo. Em um artigo publicado esta semana em Cartas de Física Aplicada , o grupo apresenta uma prova de conceito, usando memória resistiva (ReRAM) que agora abre caminho para a produção em massa de eletrônicos imprimíveis.

O princípio básico por trás da ReRAM do grupo é simples. "Em qualquer tipo de memória, a unidade de memória básica deve ser alternável entre dois estados que representam um bit, ou '0' ou '1' Para dispositivos ReRAM, esses dois estados são definidos pela resistência da célula de memória, "explicou Bernhard Huber, é doutorando no INRS-EMT e trabalha no Laboratório de Tecnologia de Microsistemas da Universidade de Ciências Aplicadas de Munique.

Para a memória de acesso aleatório de ponte condutiva (CB-RAM) usada pelo grupo, "0" é "um estado de alta resistência representado pela alta resistência de um vidro isolante spin-on, que separa um eletrodo de polímero condutor de um eletrodo de prata, "ele continuou." O '1' é um estado de baixa resistência, que é dado por um filamento metálico que cresce até o vidro spin-on e fornece um curto-circuito reversível entre os dois eletrodos. "

Em vez de imprimir cores, "usamos tintas funcionais para depositar uma estrutura de capacitor - condutor-isolador-condutor - com materiais que já foram implantados em processos de sala limpa, "Huber disse." Este processo é idêntico ao de uma impressora jato de tinta de escritório, com uma opção adicional de ajuste fino do tamanho da gota e aquecimento do material alvo. "

O conceito de CB-RAM já está bem estabelecido e os líderes do grupo - Andreas Ruediger do INRS-EMT no Canadá e Christina Schindler da Universidade de Ciências Aplicadas de Munique - trabalharam anteriormente em células CB-RAM mais convencionais.

Qual é o significado do trabalho do grupo?

"Nós não apenas demonstramos que um processo completo de aditivo (impressão) era possível, mas também que os parâmetros de desempenho são comparáveis ​​aos dispositivos fabricados em sala limpa, "Schindler disse." O maior apelo tecnológico é a flexibilidade mecânica de nossos ladrilhos de memória, e o fato de que todos os materiais necessários para o processamento estão disponíveis comercialmente. "

"Da nossa prova de conceito, estamos abrindo um caminho para a otimização, "Schindler disse." Nossa maior surpresa foi quão pouco o desempenho do dispositivo depende do processo de fabricação. "

Isso permite uma eletrônica flexível de custo extremamente baixo por meio de processos de impressão. "A eletrônica de impressão sob demanda é outro grande campo de aplicações possíveis, "Ruediger disse." No momento, a principal fonte de produtos eletrônicos versáteis são os arranjos de portas programáveis ​​em campo que fornecem um circuito reconfigurável que pode ser adotado para diferentes fins com limitações predefinidas. "

A eletrônica de impressão sob demanda mostra um enorme potencial para linhas de produção e produtos de usuário final pequenas e inerentemente flexíveis.

"Imagine os supermercados imprimindo suas próprias etiquetas inteligentes ou fornecedores de transporte público personalizando bilhetes multifuncionais sob demanda. 'Vestíveis' que explicitamente exigem eletrônicos flexíveis também podem se beneficiar, "Schindler disse. Os custos para tal impressora, após a otimização das etapas do processo, pode cair para dentro do intervalo das impressoras jato de tinta atuais.