Cientistas suíços combinaram dois materiais com propriedades eletrônicas vantajosas - grafeno e molibdenita - em um protótipo de memória flash que é muito promissor em termos de desempenho, Tamanho, flexibilidade e consumo de energia.

Depois do chip de molibdenita, agora temos memória flash de molibdenita, um avanço significativo no uso deste novo material em aplicações eletrônicas. A notícia é ainda mais impressionante porque os cientistas do Laboratório de Nanômetros Eletrônicos e Estruturas da EPFL (LANES) tiveram uma ideia verdadeiramente original:eles combinaram as vantagens desse material semicondutor com as de outro material incrível - o grafeno. Os resultados de sua pesquisa foram publicados recentemente na revista. ACS Nano .

Dois anos atrás, a equipe LANES revelou as propriedades eletrônicas promissoras da molibdenita (MoS2), um mineral muito abundante na natureza. Vários meses depois, eles demonstraram a possibilidade de construir um chip de molibdenita eficiente. Hoje, eles foram ainda mais longe, usando-o para desenvolver um protótipo de memória flash - isto é, uma célula que pode não apenas armazenar dados, mas também mantê-los na ausência de eletricidade. Este é o tipo de memória usada em dispositivos digitais, como câmeras, telefones, laptops, impressoras, e chaves USB.

Uma "banda de energia" ideal

"Para o nosso modelo de memória, combinamos as propriedades eletrônicas exclusivas do MoS2 com a incrível condutividade do grafeno, "explica Andras Kis, autor do estudo e diretor do LANES.

A molibdenita e o grafeno têm muitas coisas em comum. Espera-se que ambos superem as limitações físicas de nossos atuais chips de silício e transistores eletrônicos. Sua estrutura química bidimensional - o fato de serem formados por uma camada de apenas um átomo de espessura - dá a eles um enorme potencial para miniaturização e flexibilidade mecânica.

Embora o grafeno seja um melhor condutor, a molibdenita tem propriedades semicondutoras vantajosas. MoS2 tem uma "banda de energia" ideal em sua estrutura eletrônica que o grafeno não tem. Isso permite que ele mude facilmente de um estado "ligado" para um "desligado", e, portanto, usar menos eletricidade. Usados ​​juntos, os dois materiais podem, assim, combinar suas vantagens exclusivas.

Como um sanduíche

O protótipo do transistor desenvolvido pela LANES foi projetado usando geometria de "efeito de campo", um pouco como um sanduíche. No meio, em vez de silício, uma fina camada de elétrons de canais de MoS2. Por baixo, os eletrodos que transmitem eletricidade para a camada MoS2 são feitos de grafeno. E ainda por cima, os cientistas também incluíram um elemento composto de várias camadas de grafeno; isso captura carga elétrica e, portanto, armazena memória.

"A combinação desses dois materiais nos permitiu fazer um grande progresso na miniaturização, e também usando esses transistores, podemos fazer dispositivos nanoeletrônicos flexíveis, "explica Kis. O protótipo armazena um pouco de memória, apenas como uma célula tradicional. Mas de acordo com o cientista, porque a molibdenita é mais fina que o silício e, portanto, mais sensível à carga, ele oferece um grande potencial para armazenamento de dados mais eficiente.