A pesquisa publicada recentemente na Nature Nanotechnology baseia-se em uma descoberta de dois anos atrás, quando os pesquisadores criaram o que era então o mais fino dispositivo de armazenamento de memória . Nesse novo trabalho, os pesquisadores reduziram o tamanho ainda mais, diminuindo a área da seção transversal para apenas um nanômetro quadrado.
Obter um controle sobre a física que inclui capacidade de armazenamento de memória densa nesses dispositivos permitiu a capacidade de torná-los muito menores. Defeitos, ou buracos no material, fornecem a chave para desbloquear a capacidade de armazenamento de memória de alta densidade.
"Quando um único átomo de metal adicional entra naquele buraco em nanoescala e o preenche, ele confere parte de sua condutividade ao material, e isso leva a uma mudança ou efeito de memória", disse Deji Akinwande, professor do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação .
Embora tenham usado dissulfeto de molibdênio - também conhecido como MoS2 - como o nanomaterial principal em seu estudo, os pesquisadores acreditam que a descoberta pode se aplicar a centenas de materiais atomicamente finos relacionados.
A corrida para fazer chips e componentes menores gira em torno de potência e conveniência. Com processadores menores, você pode fazer computadores e telefones mais compactos. Mas reduzir os chips também diminui suas demandas de energia e aumenta a capacidade, o que significa dispositivos mais rápidos e inteligentes que consomem menos energia para operar.
"Os resultados obtidos neste trabalho abrem caminho para o desenvolvimento de aplicações de futura geração que são de interesse do Departamento de Defesa, como armazenamento ultradenso, sistemas de computação neuromórfica, sistemas de comunicação de radiofrequência e muito mais", disse Pani Varanasi, programa gerente do Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA, que financiou a pesquisa.
O dispositivo original - apelidado de "atomristor" pela equipe de pesquisa - era na época o mais fino dispositivo de armazenamento de memória já registrado, com uma única camada atômica de espessura. Mas reduzir um dispositivo de memória não é apenas torná-lo mais fino, mas também construí-lo com uma área transversal menor.
"O Santo Graal científico para o dimensionamento está caindo a um nível em que um único átomo controla a função da memória, e isso é o que realizamos no novo estudo", disse Akinwande.
O dispositivo de Akinwande se enquadra na categoria de memristores, uma área popular de pesquisa de memória, centrada em componentes elétricos com a capacidade de modificar a resistência entre seus dois terminais sem a necessidade de um terceiro terminal no meio conhecido como portão. Isso significa que eles podem ser menores do que os dispositivos de memória de hoje e possuem mais capacidade de armazenamento.
Esta versão do memristor - desenvolvido usando as instalações avançadas do Laboratório Nacional de Oak Ridge - promete uma capacidade de cerca de 25 terabits por centímetro quadrado. Isso é 100 vezes maior densidade de memória por camada em comparação com dispositivos de memória flash disponíveis comercialmente.
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