p Cientistas da Rice University criaram os primeiros chips de memória de dois terminais que usam apenas silício, uma das substâncias mais comuns do planeta, de uma forma que deve ser facilmente adaptável às técnicas de manufatura nanoeletrônica e promete estender os limites da miniaturização sujeito à Lei de Moore. p Ano passado, pesquisadores do laboratório do professor de arroz James Tour mostraram como a corrente elétrica pode quebrar e reconectar repetidamente tiras de grafite de 10 nanômetros, uma forma de carbono, para criar um robusto, memória confiável "bit". No momento, eles não entendiam completamente por que funcionava tão bem.

p Agora, eles fazem. Uma nova colaboração do Tour dos laboratórios de professores do Rice, Douglas Natelson e Lin Zhong provaram que o circuito não precisa de carbono.

p Jun Yao, um estudante de pós-graduação no laboratório do Tour e autor principal do artigo que aparecerá na edição online do Nano Letras , confirmou sua ideia revolucionária quando imprensou uma camada de óxido de silício, um isolante, entre folhas semicondutoras de silício policristalino que serviam como eletrodos superior e inferior.

p Aplicar uma carga aos eletrodos criou uma via condutiva ao separar os átomos de oxigênio do óxido de silício e formar uma cadeia de cristais de silício de tamanho nanométrico. Uma vez formado, a corrente pode ser repetidamente quebrada e reconectada aplicando um pulso de voltagem variável.

p Os fios nanocristais têm apenas 5 nanômetros de largura, muito menor do que os circuitos, mesmo nos computadores e dispositivos eletrônicos mais avançados.

p "A beleza disso é sua simplicidade, "disse Tour, Rice's T.T. e W.F. Chao Chair em Química, bem como professor de engenharia mecânica e ciência dos materiais e de ciência da computação. Este, ele disse, será a chave para a escalabilidade da tecnologia. Chaves de óxido de silício ou locais de memória requerem apenas dois terminais, não três (como na memória flash), porque o processo físico não exige que o dispositivo mantenha a carga.

p Isso também significa que camadas de memória de óxido de silício podem ser empilhadas em minúsculos, mas amplos, arranjos tridimensionais. "A indústria me disse que se você não estiver no negócio de memória 3-D em quatro anos, você não vai estar no negócio da memória. Isso é perfeitamente adequado para isso, "Tour disse.

p As memórias de óxido de silício são compatíveis com a tecnologia de fabricação de transistores convencionais, disse Tour, que recentemente participou de um workshop da National Science Foundation e da IBM sobre como quebrar as barreiras à Lei de Moore, que afirma que o número de dispositivos em um circuito dobra a cada 18 a 24 meses.

p "Os fabricantes acham que podem obter caminhos de até 10 nanômetros. A memória flash vai atingir uma parede de tijolos em cerca de 20 nanômetros. Mas como podemos ir além disso? Bem, nossa técnica é perfeitamente adequada para circuitos de sub-10 nanômetros, " ele disse.

p A empresa de design de tecnologia de Austin, PrivaTran, já está testando um chip de óxido de silício com 1, 000 elementos de memória construídos em colaboração com o laboratório Tour. "Estamos muito entusiasmados com o destino dos dados aqui, "disse o CEO da PrivaTran, Glenn Mortland, que está usando a tecnologia em vários projetos apoiados pelo Gabinete de Pesquisa do Exército, Fundação Nacional de Ciências, Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea, e os programas de Pesquisa de Inovação para Pequenas Empresas (SBIR) e Transferência de Tecnologia para Pequenas Empresas.

p "Nosso financiamento original do cliente foi direcionado para memórias de alta densidade, "Mortland disse." É aí que a maioria dos clientes pagantes vê isso. Eu penso, pelo caminho, haverá aplicativos colaterais em várias configurações não voláteis. "

p Yao teve dificuldade em convencer seus colegas de que o óxido de silício sozinho poderia fazer um circuito. "Outros membros do grupo não acreditaram nele, "disse Tour, que acrescentou que ninguém reconheceu o potencial do óxido de silício, embora seja "o material mais estudado da história humana".

p "A maioria das pessoas, quando eles viram este efeito, diria, 'Oh, tivemos quebra de óxido de silício, 'e eles jogam fora, "ele disse." Estava apenas sentado lá esperando para ser explorado. "

p Em outras palavras, o que costumava ser um bug tornou-se um recurso.

p Yao foi até o tatame por sua ideia. Ele primeiro substituiu o grafite por uma variedade de materiais e descobriu que nenhum deles alterava o desempenho do circuito. Então ele largou o carbono e o metal inteiramente e colocou óxido de silício entre os terminais de silício. Funcionou.

p "Foi um momento muito difícil para mim, porque as pessoas não acreditaram, "Yao disse. Finalmente, como uma prova de conceito, ele cortou um nanotubo de carbono para localizar o local de comutação, cortou um pedaço muito fino de óxido de silício por feixe de íons focado e identificou um caminho de silício em nanoescala sob um microscópio eletrônico de transmissão.

p "Isso é pesquisa, "Yao disse." Se você fizer algo e todos acenarem com a cabeça, então provavelmente não é tão grande. Mas se você fizer algo e todos balançarem a cabeça, então você prova, pode ser grande.

p "Não importa quantas pessoas não acreditem. O que importa é se é verdade ou não."

p Os circuitos de óxido de silício trazem todos os benefícios do dispositivo de grafite relatado anteriormente. Eles apresentam altas taxas de liga-desliga, excelente resistência e comutação rápida (abaixo de 100 nanossegundos).

p Eles também serão resistentes à radiação, o que deve torná-los adequados para aplicações militares e da NASA. "Está claro que há muitos usos de proteção contra radiação para essa tecnologia, "Mortland disse.

p O óxido de silício também funciona em matrizes de portas reprogramáveis ​​sendo construídas pela NuPGA, uma empresa formada no ano passado por meio de patentes colaborativas com a Rice University. Os dispositivos da NuPGA auxiliarão no projeto de circuitos de computador baseados em matrizes verticais de óxido de silício embutido em "vias, "os buracos em circuitos integrados que conectam camadas de circuitos. Essas matrizes de portas regraváveis ​​podem cortar drasticamente o custo de projetar dispositivos eletrônicos complexos.