Os cientistas da NUS desenvolveram uma memória optoeletrônica multibit usando uma heteroestrutura feita de materiais bidimensionais (2-D) para dispositivos de próxima geração.

Memórias optoeletrônicas são dispositivos que podem armazenar portadores de carga gerados por fótons quando expostos à luz. As cobranças armazenadas podem ser acessadas posteriormente para recuperação de informações. Esses dispositivos podem ser usados ​​em sistemas de captura de imagens e análise de espectro. Os materiais em camadas atomicamente 2-D são candidatos promissores para o desenvolvimento de memórias optoeletrônicas de próxima geração para atender aos requisitos emergentes de miniaturização de dispositivos e flexibilidade estrutural. Contudo, Memórias optoeletrônicas fabricadas usando materiais 2-D foram relatados como sofrendo de capacidade de armazenamento de dados pobre, com o valor mais alto relatado em cerca de oito estados de armazenamento distintos.

Uma equipe liderada pelo Prof Chen Wei do Departamento de Química e do Departamento de Física, NUS desenvolveu um multibit, dispositivo de memória optoeletrônica não volátil que é capaz de armazenar até 130 estados distintos usando um disseleneto de tungstênio / nitreto de boro (WSe ₂ / BN) heteroestrutura. A heteroestrutura, feito de materiais 2-D, compreende uma monocamada de WSe ₂ em um BN de 20 camadas. As funções de programação (armazenar dados) e apagar (excluir dados) são controladas pelo ajuste da polaridade aplicada ao dispositivo. Uma polaridade negativa é aplicada durante a função de programação e faz com que os elétrons gerados por fótons a partir dos estados de doador midgap do material BN sejam transferidos para o WSe ₂ material. Isso deixa para trás cargas positivas localizadas (não móveis) no material BN. Para a função de apagamento, uma polaridade positiva é aplicada. Isso faz com que os elétrons gerados por fótons da banda de valência no material BN se recombine com as cargas positivas localizadas, retornando-o a um estado neutro.

A quantidade de elétrons transferidos para o WSe ₂ o material depende da duração do tempo de exposição à luz do dispositivo. Um tempo de exposição mais longo significaria que mais elétrons são transferidos. Os pesquisadores descobriram que o acúmulo contínuo de elétrons no WSe ₂ material correspondente a até 130 pulsos de luz pode ser detectado antes que as condições de saturação sejam estabelecidas. Cada um desses pulsos pode ser tratado como um estado de armazenamento distinto. Durante o teste de desempenho, eles descobriram que o dispositivo exibe uma retenção de dados de mais de 4,5 × 104 segundos e um programa cíclico / duração de apagamento superior a 200 ciclos.

Explicando o significado das descobertas, O professor Chen disse, "Embora ainda exista uma lacuna de desempenho em comparação com a memória comercial à base de silício, esses dispositivos são vantajosos em aplicações eletrônicas que requerem flexibilidade estrutural. O uso deste WSe ₂ / BN 2-D heteroestrutura em camadas fornece um método para alcançar dispositivo de memória multibit e pode pavimentar o caminho para o desenvolvimento de memórias optoeletrônicas de próxima geração. "