Eletrônica

Memória nanoiônica dá salto tecnológico sem fechar fábricas

Memória nanoiônica dá salto tecnológico sem fechar fábricas

Os laboratórios estão repletos de avanços que prometem viabilizar a próxima geração de memórias para computador. De memórias tridimensionais a memórias de diamante para computadores quânticos, passando por memórias universais e indo até memórias de nanofios capazes guardar dados por 100.000 anos. Isso apenas para ficar nas inovações dos últimos dois meses (para ver mais, veja Memórias).

Novas tecnologias de memórias

Algumas dessas opções encontram-se já às portas da utilização prática, enquanto outras ainda desafiam os engenheiros, que deveráo viabilizar as técnicas para produzí-las em larga escala. Todas, contudo, tropeçam na questão dos custos envolvidos, muitas vezes não com os custos de sua sua própria fabricação, mas principalmente com a inviabilidade de se desativar as fábricas atuais, cuja montagem já atinge a casa dos bilhões de dólares.

Agora, engenheiros conseguiram mesclar uma tecnologia de fronteira com a tecnologia atual de fabricação de memórias, em um desenvolvimento que poderá dar uma sobrevida fundamental para as memórias de computador atualmente no mercado.

Refinamento das memórias atuais

"Nós desenvolvemos um novo tipo das velhas memórias, mas realmente ela é a memória perfeita para o que está sendo exigido nas futuras gerações [de memórias]," explica o pesquisador Michael Kozicki, da Universidade do Estado do Arizona, nos Estados Unidos, que desenvolveu a nova tecnologia em conjunto com colegas alemães do Centro de Pesquisas Jülich.

Os pesquisadores adotaram um enfoque duplo para alcançar esse avanço: eles incorporaram uma técnica de nova geração sobre um refinamento das memórias atuais, aproveitando os mesmos materiais e o mesmo processo produtivo, o que pode ser significativo para uma eventual adoção da tecnologia.

Nanoiônica

O avanço de nova geração é chamado de nanoiônica, uma técnica capaz de mover minúsculas quantidades de matéria ao longo de um chip. Ao invés de mover elétrons entre partículas carregadas eletricamente, como na eletrônica tradicional, a nanoiônica move os próprios íons.

A maioria das memórias atuais armazena informações na forma de cargas elétricas. Na linguagem binária dos computadores isto significa que um acúmulo de cargas em um determinado local de um chip será entendido como um 1, enquanto a falta de cargas é entendida como um 0. O problema com estas memórias é que, à medida em que suas dimensões diminuem, uma quantidade cada vez menor de carga deve ser armazenada de forma estável.

Memória de resistência elétrica

Já a memória nanoiônica é conhecida como memória de resistência elétrica, na qual os 0s e 1s são armazenados não na forma de cargas elétricas, mas na forma de materiais com resistências variáveis à passagem de corrente. "Nós já somos capazes de mover algo do tamanho de um vírus entre os eletrodos para chaveá-los de uma alta resistência para uma baixa resistência, o que é excelente para uma memória," diz Kozicki.

Outra vantagem da memória nanoiônica é a sua não-volatilidade. Como a nanopartícula é realmente movida, ela não perde os dados quando a energia é desligada, como acontece nas memórias magnéticas.

Transformando problema em oportunidade

Para conseguir mover as partículas ao longo do chip, os pesquisadores transformaram em uma nova técnica um problema que tem sido evitado a todo custo pela indústria eletrônica até hoje: eles doparam o óxido de silício com cobre

"As pessoas têm percorrido longos caminhos para manter o óxido de silício e o cobre separados. Mas, no nosso caso, nós estamos muito interessados em misturar o cobre com o óxido, de forma que ele se torne móvel, possa se mover ao longo do material," explica o pesquisador.

Ao poderem ser movidas, as partículas, contendo poucas moléculas de cobre, funcionam como uma nanochave, alterando a resistência entre os eletrodos, cada par deles funcionando como um bit. A indústria já demonstrou interesse na memória nanoiônica, que ainda precisará de aprimoramentos e testes de confiabilidade para chegar ao mercado.

Bibliografia:

Bipolar and Unipolar Resistive Switching in Cu-doped SiO2
Christina Schindler, Puthen Thermadam, Rainer Waser, Sarath Chandran, Michael Kozicki
IEEE Transactions on Electron Devices
Oct. 2007
Vol.: 54 Issue: 10 - 2762-2768
DOI: 10.1109/TED.2007.904402




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