Quanto mais objetos fazemos "inteligentes, "de relógios a edifícios inteiros, quanto maior a necessidade desses dispositivos para armazenar e recuperar grandes quantidades de dados rapidamente sem consumir muita energia.

Milhões de novas células de memória podem fazer parte de um chip de computador e fornecer essa velocidade e economia de energia, graças à descoberta de uma funcionalidade anteriormente não observada em um material chamado ditelureto de molibdênio.

O material bidimensional se empilha em várias camadas para construir uma célula de memória. Pesquisadores da Purdue University projetaram este dispositivo em colaboração com o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) e Theiss Research Inc. Seu trabalho aparece em uma edição online antecipada da Materiais da Natureza .

As empresas fabricantes de chips há muito clamam por melhores tecnologias de memória para permitir uma rede crescente de dispositivos inteligentes. Uma dessas possibilidades de próxima geração é a memória de acesso aleatório resistiva, ou RRAM para breve.

Em RRAM, uma corrente elétrica é normalmente conduzida através de uma célula de memória composta de materiais empilhados, criando uma mudança na resistência que registra dados como 0s e 1s na memória. A sequência de 0s e 1s entre as células de memória identifica pedaços de informação que um computador lê para realizar uma função e então armazena na memória novamente.

Um material precisaria ser robusto o suficiente para armazenar e recuperar dados pelo menos trilhões de vezes, mas os materiais usados ​​atualmente não são confiáveis. Portanto, o RRAM ainda não está disponível para uso em larga escala em chips de computador.

O ditelureto de molibdênio pode durar potencialmente por todos esses ciclos.

"Ainda não exploramos a fadiga do sistema usando este novo material, mas esperamos que seja mais rápido e confiável do que outras abordagens devido ao mecanismo de comutação exclusivo que observamos, "Joerg Appenzeller, Barry M. e Patricia L. Epstein da Purdue University, Professores de Engenharia Elétrica e de Computação e diretora científica de nanoeletrônica do Birck Nanotechnology Center.

O ditelureto de molibdênio permite que um sistema alterne mais rapidamente entre 0 e 1, aumentando potencialmente a taxa de armazenamento e recuperação de informações. Isso ocorre porque quando um campo elétrico é aplicado à célula, átomos são deslocados por uma pequena distância, resultando em um estado de alta resistência, anotado como 0, ou um estado de baixa resistência, anotado como 1, que pode ocorrer muito mais rápido do que alternar em dispositivos RRAM convencionais.

"Porque menos energia é necessária para esses estados resistivos mudarem, uma bateria pode durar mais, "Disse Appenzeller.

Em um chip de computador, cada célula de memória estaria localizada na interseção de fios, formando uma matriz de memória chamada RRAM de ponto cruzado.

O laboratório de Appenzeller deseja explorar a construção de uma célula de memória empilhada que também incorpora os outros componentes principais de um chip de computador:"lógica, "que processa dados, e "interconexões, "fios que transferem sinais elétricos, utilizando uma biblioteca de novos materiais eletrônicos fabricados no NIST.

"A lógica e as interconexões também consomem bateria, portanto, a vantagem de uma arquitetura totalmente bidimensional é mais funcionalidade em um espaço pequeno e melhor comunicação entre a memória e a lógica, "Disse Appenzeller.

Dois pedidos de patentes dos EUA foram apresentados para esta tecnologia por meio do Purdue Office of Technology Commercialization.