Os cientistas desenvolveram nano-RRAM de memristor supramolecular inovador, demonstrando capacidade de comutação resistiva rápida e armazenamento não volátil. Este avanço abre caminho para tecnologia avançada de armazenamento de dados e marca um passo importante no atendimento às necessidades da era do big data e da inteligência artificial.
Na era do big data e da inteligência artificial avançada, os métodos tradicionais de armazenamento de dados tornaram-se insuficientes. Para atender à demanda por soluções de armazenamento de alta capacidade e eficiência energética, é fundamental desenvolver tecnologias de próxima geração.
Entre eles, a memória de acesso aleatório resistiva (RRAM) depende da mudança dos níveis de resistência para armazenar dados. Um estudo recente publicado na revista Angewandte Chemie detalha o trabalho de uma equipe de pesquisadores que foi pioneira em um método para criar memristores supramoleculares, um dos componentes-chave na construção de memórias de acesso aleatório em nanoescala.
Um memristor (abreviação de resistor de memória) altera a resistência em resposta a uma tensão aplicada. No entanto, construir memristores em escala molecular é um enorme desafio. Embora a comutação resistiva possa ser alcançada através de reações redox, e o estado carregado da molécula seja facilmente estabilizado por contra-íons em solução, esta estabilização é difícil de alcançar nas junções de estado sólido necessárias para os memristores.
Agora, uma equipa de investigação liderada por Yuan Li, da Universidade Tsinghua, em Pequim, China, escolheu uma abordagem supramolecular. É baseado em uma catenana biestável, o que significa que é estável tanto no estado oxidado quanto no reduzido e pode existir em um estado positivo, negativo ou sem carga. Catenanos são sistemas de dois anéis macromoleculares que se interligam como dois elos de uma cadeia, mas sem ligações químicas.
Para construir o memristor, a equipe depositou catenanos em eletrodos de ouro revestidos com compostos contendo enxofre, unindo-os por meio de interações eletrostáticas. Além disso, colocaram um segundo eletrodo feito de uma liga de gálio-índio revestida com óxido de gálio. Catane forma uma monocamada automontada de moléculas planas entre dois eletrodos. Esta combinação, denominada AuTS-S-(CH2)3-SO3-Na+//[2]catenano//Ga2O3/EGaIn, forma um memristor.
Conforme exigido pela RRAM. Esses novos memristores supramoleculares podem alternar entre um estado de alta resistência (desligado) e um estado de baixa resistência (ligado) em resposta a uma tensão aplicada. Esses interruptores resistivos moleculares atingem pelo menos 1.000 ciclos de apagamento-leitura (ligado)-gravação-leitura (desligado). O tempo de comutação entre ligar e desligar é significativamente menor que um milissegundo, o que é comparável aos memristores inorgânicos comerciais.
Os interruptores moleculares “lembram” seu estado definido – ligado ou desligado – em minutos. Isso os torna um ponto de partida muito promissor para memristores moleculares eficientes com capacidade de armazenamento não volátil. Além disso, também funcionam como diodos ou retificadores, o que os torna componentes interessantes para o desenvolvimento de nanomemristores moleculares.