Una memoria no volátil que mantiene su información digital sin energía y que funciona al mismo tiempo a la velocidad ultra alta de la memoria de acceso aleatorio dinámico DRAM de hoy, ese es el sueño de los científicos de materiales de TU Darmstadt.
en un artículo reciente publicado en línea en la revista de alto impacto Materiales funcionales avanzados , los investigadores investigaron por qué los dispositivos basados en óxido de hafnio son tan prometedores para las aplicaciones de memoria y cómo se puede ajustar el material para que funcione en el nivel deseado. Este conocimiento podría ser la base para la aplicación masiva futura en todo tipo de dispositivos electrónicos.
Este novedoso tipo de memoria no volátil ahorra información al cambiar la resistencia eléctrica de una estructura de metal-aislante-metal. Los estados de resistencia alta y baja respectivamente representan cero y uno y no desaparecen incluso cuando la computadora está apagada.El principio de esta memoria de acceso aleatorio resistivo RRAM se conoce desde hace varios años, pero los investigadores y desarrolladores aún luchan por llevarlo a aplicaciones reales en vivo.
La memoria basada en óxido de hafnio es particularmente interesante debido a sus propiedades superiores. Sin embargo, los dispositivos todavía no se pueden fabricar con baja variabilidad y baja propagación de propiedades electrónicas, como se requiere para la producción a gran escala. Además, el comportamiento de conmutación es complejo y todavía tieneno se ha entendido completamente
vacantes de oxígeno
Los investigadores de TU Darmstadt siguen una receta que ha sido extremadamente exitosa en la tecnología de dispositivos semiconductores: se centran en los defectos del material. "Hasta ahora, no estaba del todo claro qué propiedades físicas y químicas de los materiales rigen la conmutación resistiva", dice el profesor Dr. Lambert Alff, jefe del grupo de tecnología avanzada de película delgada en el departamento de ciencia de materiales de TU Darmstadt. Su equipo centró su investigación en el papel de los defectos de oxígeno en el material funcional.
Utilizando la epitaxia del haz molecular, una técnica bien conocida de la tecnología de semiconductores, el grupo pudo producir estructuras RRAM donde solo se varió la concentración de oxígeno, mientras que todo el resto del dispositivo era idéntico ". Al cambiar la concentración del defecto de oxígeno en el hafnioóxido podríamos correlacionar inequívocamente el estado del material con el comportamiento de conmutación resistiva del dispositivo de memoria ", explica Sankaramangalam Ulhas Sharath, estudiante de doctorado en el grupo y primer autor de la publicación. En base a estos resultados, los investigadores desarrollaron un modelo unificado que conecta todoLos estados de conmutación informados hasta ahora al comportamiento de las vacantes de oxígeno. Otra consecuencia emocionante de su trabajo es el descubrimiento de que los estados de conductancia cuantificados se pueden estabilizar a temperatura ambiente cuando se controlan las vacantes de oxígeno allanando el camino para la nueva tecnología cuántica.
¿Será RRAM el reemplazo de la memoria Flash?
La mejor comprensión de la función de las vacantes de oxígeno podría ser la clave para producir células RRAM con propiedades reproducibles a mayor escala. Debido a sus limitaciones físicas inherentes, se espera que en los próximos años se reemplace la tecnología flash actual.por otra tecnología de memoria no volátil. Podría ser RRAM que satisfará el hambre cada vez mayor de memoria más eficiente y ubicua en automóviles, móviles, refrigeradores, etc. Incluso podría ser particularmente adecuado para circuitos neuromórficos que imitan la funcionalidad del ser humanocerebro - un concepto visionario
La investigación en TU Darmstadt es parte del proyecto europeo PANACHE que trabaja en el desarrollo de la memoria no volátil. 20 socios de la industria, institutos de investigación y universidades trabajan juntos financiados por la UE y agencias nacionales como el Ministerio de Educación alemáne Investigación BMBF con 225 millones de euros. El grupo Alff recibió financiación complementaria de la sociedad de investigación alemana DFG.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Technische Universität Darmstadt . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :