Os pesquisadores desenvolveram memristores híbridos de mudança de fase que podem fornecer memória computacional rápida, de baixo consumo de energia e alta densidade. Ao esticar estrategicamente um material tão fino quanto uma única camada de átomos, os cientistas da Universidade de Rochester desenvolveram um novo tipo de memória computacional que é rápida, densa e usa baixo consumo de energia. Os pesquisadores descrevem seu novo interruptor resistivo híbrido em um estudo publicado na Nature Electronics.

Representação artística de um material bidimensional estrategicamente esticado para ficar entre duas fases cristalinas diferentes. Stephen Wu, professor assistente da Universidade de Rochester, está usando este material para criar memristores híbridos de mudança de fase para fornecer memória computacional rápida, de baixo consumo de energia e alta densidade. Crédito da imagem: Ilustração da Universidade de Rochester/MichaelOsadciw

Chave de resistor híbrido

A abordagem, desenvolvida no laboratório de Stephen M. Wu, professor assistente de engenharia elétrica e de computação e física, combina as melhores qualidades de duas formas existentes de comutação resistiva para memória: memristores e materiais de mudança de fase. Ambos têm vantagens, mas também desvantagens em comparação com as formas mais comuns de memória atuais, incluindo memória dinâmica de acesso aleatório (DRAM) e memória flash.

Os memristores, que funcionam aplicando uma voltagem a um fio fino entre dois eletrodos, tendem a não ter confiabilidade em comparação com outras formas de memória, disse Wu. Ao mesmo tempo, os materiais de mudança de fase precisam fundir seletivamente um material em um estado amorfo ou cristalino, o que requer consumo excessivo de energia.

Avanços na tecnologia de memória

Os pesquisadores combinaram ideias de memristores e dispositivos de mudança de fase para transcender as limitações de ambos os dispositivos. "Estamos fazendo um dispositivo memristor de dois terminais que conduz uma fase de cristal para outra fase de cristal. As duas fases de cristal têm resistências diferentes, e então você pode armazenar isso como uma memória", disse Wu.

A chave está no uso de um material bidimensional que pode ser esticado até o ponto crítico entre duas fases cristalinas diferentes e empurrado em qualquer direção com relativamente pouca força.

Engenharia e colaboração

“Nosso projeto de engenharia basicamente estica o material em uma direção e o comprime na outra”, disse Wu. "Ao fazer isso, o desempenho pode ser melhorado em várias ordens de grandeza. Parece-me que este material poderia eventualmente ser usado em computadores domésticos como uma forma de memória ultrarrápida e ultraeficiente. Isto poderia ter um impacto significativo na computação como um todo."

Wu e sua equipe de estudantes de pós-graduação conduziram trabalhos experimentais e colaboraram com pesquisadores do Departamento de Engenharia Mecânica de Rochester, incluindo os professores assistentes Hessam Askari e Sobitt Singh, para determinar onde e como aplicar tensão ao material. O maior obstáculo na fabricação de memristores de mudança de fase é continuar a melhorar sua confiabilidade geral, mas ele está encorajado pelo progresso que sua equipe fez até agora.

Referência "Engenharia de deformação de memristor de mudança de fase de ditelureto de molibdênio vertical", autor: Hou Wenhui, Ahmad Azizimanesh, Aditya Dey, Yang Yufeng, Wang Wuxiu, Shao Chen, Wu Hui, Hesam Askari, Sobhit Singh e Stephen M. Wu, 23 de novembro de 2023, "Natureza - Eletrônica".

DOI:10.1038/s41928-023-01071-2

Fonte compilada: ScitechDaily