p As células de memória resistivas ou ReRAMs, para abreviar, são consideradas a nova solução de super armazenamento de informações do futuro. Atualmente, dois conceitos básicos estão sendo perseguidos, que, até agora, foram associados a diferentes tipos de íons ativos. Mas isso não é totalmente correto, como pesquisadores de Jülich trabalhando junto com seus coreanos, Colegas japoneses e americanos ficaram surpresos ao descobrir. Em células de memória de mudança de valência (VCM), não são apenas íons de oxigênio carregados negativamente ativos, mas - semelhante às células de memória de metalização eletroquímica (ECM) - também o são os íons metálicos com carga positiva. O efeito permite que as características de comutação sejam modificadas conforme necessário e torna possível ir e voltar de um conceito para outro, conforme relatado pelos pesquisadores nas revistas Nature Nanotechnology e Materiais avançados . p As células ReRAM têm uma característica única:sua resistência elétrica pode ser alterada pela aplicação de uma voltagem elétrica. As células se comportam como um material magnético que pode ser magnetizado e desmagnetizado novamente. Em outras palavras, eles têm um estado LIGADO e um estado DESLIGADO. Isso permite que as informações digitais sejam armazenadas, ou seja, informações que distinguem entre "1" e "0". As vantagens mais importantes dos ReRAMs são que eles podem ser trocados rapidamente, consomem pouca energia, e manter seu estado mesmo após longos períodos de tempo sem tensão externa.

p O comportamento memristivo de ReRAMs relé em íons móveis. Esses íons se movem de maneira semelhante a uma bateria, fluindo para frente e para trás entre dois eletrodos em uma camada de óxido de metal de não mais do que alguns nanômetros de espessura. Por muito tempo, os pesquisadores acreditavam que os VCMs e os ECMs funcionavam de maneira muito diferente. Em ECMs, os estados ON e OFF são alcançados quando os íons de metal se movem e formam filamentos semelhantes a bigodes. Isso acontece quando uma tensão elétrica é aplicada, fazendo com que tais filamentos cresçam entre os dois eletrodos da célula. A célula está praticamente em curto-circuito e a resistência diminui abruptamente. Quando o processo é cuidadosamente controlado, as informações podem ser armazenadas. O comportamento de comutação dos VCMs, em contraste, foram associados principalmente com o deslocamento de íons de oxigênio. Ao contrário dos íons metálicos, eles são carregados negativamente. Quando uma tensão é aplicada, os íons se movem para fora de um composto metálico contendo oxigênio. O material se torna abruptamente mais condutor. Neste caso também, o processo precisa ser controlado com mais cuidado.

p Pesquisadores de Jülich trabalhando junto com seus parceiros da Universidade Nacional de Chonbuk, Jeonju, o Instituto Nacional de Ciência de Materiais em Tsukuba e o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) em Boston descobriram um segundo processo de troca inesperado em VCMs:íons metálicos também ajudam a formar filamentos em VCMs. O processo tornou-se visível porque os cientistas suprimiram o movimento dos íons de oxigênio. Para fazer isso, eles modificaram a superfície aplicando uma fina camada de carbono diretamente na interface do material do eletrodo com o eletrólito sólido. Em um caso, eles usaram o grafeno "material milagroso", que compreende apenas uma única camada de carbono. "O grafeno foi usado para suprimir o transporte de íons de oxigênio através do limite de fase e para desacelerar as reações de oxigênio. observamos uma característica de comutação semelhante à de uma célula ECM e, portanto, assumimos que os íons de metal livres também são ativos em VCMs. Isso foi verificado adicionalmente usando microscopia de tunelamento de varredura (STM) e experimentos de difusão. Parece que os íons de metal fornecem suporte adicional para o processo de troca, "diz a Dra. Ilia Valov, eletroquímico no Instituto Peter Grünberg de Jülich (PGI-7).

p A incorporação de tal camada intermediária de carbono tornaria possível saltar de um processo de comutação para outro em VCMs. Isso levaria a novas opções para projetar ReRAMs. "Dependendo da aplicação, nossas descobertas podem ser exploradas e o efeito intensificado ou suprimido intencionalmente, " says Valov. The scientists' findings give rise to several questions. "Existing models and studies will have to be reworked and adapted on the basis of these findings, " says the Jülich scientist. Further tests will clarify how such novel components behave in practice.