p (Phys.org) —Os pesquisadores da Rice University estão desenvolvendo projetos transparentes, dois terminais, memórias tridimensionais de computador em folhas flexíveis que são promissoras para a eletrônica e sofisticados monitores heads-up. p A técnica baseada nas propriedades de comutação do óxido de silício, uma descoberta revolucionária de Rice em 2008, foi relatado hoje no jornal online Nature Communications .

p A equipe do Rice liderada pelo químico James Tour e pelo físico Douglas Natelson está tornando altamente transparente, dispositivos de memória resistiva não volátil baseados na revelação de que o próprio óxido de silício pode ser uma chave. Uma voltagem percorrendo uma fina folha de óxido de silício separa os átomos de oxigênio de um canal de 5 nanômetros de largura, transformando-o em silício metálico condutor. Com tensões mais baixas, o canal pode então ser quebrado e reparado repetidamente, ao longo de milhares de ciclos.

p Esse canal pode ser lido como "1" ou "0, "que é uma mudança, a unidade básica de memórias de computador. Em 5 nm, mostra a promessa de estender a Lei de Moore, cujo circuito de computador previsto dobrará de potência a cada dois anos. A eletrônica atual de última geração é feita com circuitos de 22 nm.

p A pesquisa da 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; autor principal Jun Yao, um ex-aluno de graduação em Rice e agora um pesquisador de pós-doutorado em Harvard; Jian Lin, um pesquisador de pós-doutorado de arroz, e seus colegas detalham memórias que são 95 por cento transparentes, feito de óxido de silício e terminais de grafeno de barra transversal em plástico flexível.

p O laboratório Rice está fabricando seus dispositivos com um rendimento operacional de cerca de 80 por cento, "o que é muito bom para um laboratório não industrial, "Tour disse." Quando você coloca essas ideias nas mãos das indústrias, eles realmente aumentam a nitidez a partir daí. "

p Os fabricantes que conseguiram encaixar milhões de bits em pequenos dispositivos, como memórias flash, agora encontram-se esbarrando nos limites físicos de suas arquiteturas atuais, que requerem três terminais para cada bit.

p Mas a unidade de arroz, exigindo apenas dois terminais, torna muito menos complicado. Isso significa que matrizes de memórias de dois terminais podem ser empilhadas em configurações tridimensionais, aumentando enormemente a quantidade de informações que um chip de memória pode conter. Tour disse que seu laboratório também viu a promessa de fazer memórias de vários estados que aumentariam ainda mais sua capacidade.

p A descoberta de Yao seguiu o trabalho na Rice em memórias baseadas em grafite em que pesquisadores viram tiras de grafite em um substrato de óxido de silício quebrar e curar quando a voltagem foi aplicada. Yao suspeitou que o óxido de silício subjacente era realmente o responsável, e ele lutou para convencer seus colegas de laboratório. "Jun silenciosamente continuou seu trabalho e reuniu evidências, eventualmente construindo um dispositivo funcional sem grafite, "Tour disse." E ainda assim, outros disseram, 'Oh, era carbono exógeno no sistema que causou isso! ' Em seguida, ele o construiu sem exposição ao carbono no chip. "

p O artigo de Yao detalhando o mecanismo do óxido de silício apareceu no Nature's Scientific Reports em janeiro.

p Sua revelação se tornou a base para as memórias da próxima geração sendo projetadas no laboratório de Tour, onde a equipe está construindo memórias de óxidos de silício imprensados ​​entre grafeno - fitas de carbono com um átomo de espessura - e anexados a folhas de plástico. Não há uma partícula de metal em toda a unidade (com exceção dos fios conectados aos eletrodos de grafeno).

p O casamento do silício e do grafeno estenderia a reconhecida utilidade do primeiro e provaria de uma vez por todas o valor do segundo, há muito apontado como um material maravilhoso, procurando uma razão de ser, Tour disse. Ele observou que os dispositivos não apenas mostram potencial para dispositivos endurecidos por radiação - vários construídos em Rice estão agora sendo avaliados na Estação Espacial Internacional - mas também suportam calor de até cerca de 700 graus Celsius. Isso significa que eles podem ser montados diretamente sobre processadores integrados sem efeitos nocivos.

p O laboratório também está construindo memórias crossbar com diodos incorporados para melhor manipular as tensões de controle, Tour disse. "Estamos desenvolvendo isso lentamente para entender os mecanismos fundamentais de troca, "disse ele." As indústrias chegaram e olharam para ele, mas estamos fazendo ciência básica aqui; nós não embalamos coisas bonitas e bonitas, então o que eles veem parece rudimentar.

p "Mas isso agora está em transição para um sistema aplicado que poderia muito bem ser considerado um futuro sistema de memória, " ele disse.