Memoria electrónica mil veces más veloz y capaz de guardar datos durante cien mil años

Ritesh Agarwal, Se-Ho Lee y Yeonwoong Jung han desarrollado un nanocable autoensamblable de teluro de antimonio y germanio, un material con cambio de fase que alterna entre estructuras amorfas y cristalinas, la clave para leer y escribir memorias de ordenadores. La fabricación de los nanodispositivos, de apenas 100 átomos de diámetro, fue realizada sin la litografía convencional, proceso de fabricación un tanto burdo que utiliza productos químicos fuertes y que produce con frecuencia materiales inutilizables, con limitaciones de espacio, tamaño y eficiencia.

En lugar de la litografía convencional, los investigadores usaron autoensamblaje, un proceso en el cual los reactantes químicos se cristalizan a bajas temperaturas mediante la acción de nanocatalizadores metálicos, para formar espontáneamente nanocables de 30-50 nanómetros de diámetro y 10 micrómetros de longitud, y fabricaron entonces dispositivos de memoria en substratos de silicio.

Los resultados de las pruebas han mostrado un consumo extremadamente menor de energía para la codificación de datos (0,7 mW por bit). También han demostrado que la escritura, borrado y recuperación de datos (50 nanosegundos) es mil veces más rápida que en las memorias Flash convencionales. E incluso apuntan a que el dispositivo no perderá información después de unos 100.000 años de uso, todo ello con el potencial de materializar dispositivos de memoria no volátil con densidades del orden de los terabits.

Esta nueva forma de memoria representa una posible revolución en la manera en que accedemos a la información y la almacenamos.

La memoria de cambio de fase, en general, se caracteriza por una lectura/escritura más rápida, mejor durabilidad y construcción más sencilla en comparación con otras tecnologías de memoria tales como la Flash. El desafío ha sido reducir el tamaño de los materiales de cambio de fase a través de técnicas litográficas convencionales sin dañar sus propiedades útiles. Los nanocables de cambio de fase, como los creados por los investigadores de la Universidad de Pensilvania, brindan una nueva estrategia útil para lograr memorias ideales que proporcionen un control de los datos almacenados eficiente y duradero, varios órdenes de magnitud por encima de las tecnologías actuales.

Mejoran la capacidad de escribir y almacenar datos en dispositivos electrónicos

En la actualidad, muchos ordenadores usan memorias de acceso aleatorio dinámicas (DRAM por sus siglas en inglés), en las que cada unidad de información digital binaria, o bit, se almacena en un condensador independiente en un circuito integrado. El experimento de Bode se centró en memorias de acceso aleatorio magnetorresistivas (MRAM por sus siglas en inglés), las cuales guardan la información en elementos de almacenamiento magnéticos que constan de dos capas ferromagnéticas entre las que se intercala un delgado separador no magnético. Mientras una de las dos capas permanece polarizada en una dirección constante, la otra capa se polariza mediante la aplicación de un campo magnético externo, en la misma dirección de la capa superior (para un "0") o bien en la dirección opuesta (para un "1").

Comúnmente, las MRAM son conmutadas mediante campos magnéticos. A medida que se ha reducido el tamaño del bit en cada generación sucesiva de ordenadores para acomodar más memoria en la misma área física, se ha incrementado la vulnerabilidad frente a errores. En esta adversa situación, el campo magnético puede conmutar la magnetización de no sólo el bit objetivo, sino también la de sus bits vecinos. Usando la punta del Microscopio STM, que tiene capacidad para resolver estructuras de hasta un solo átomo, los científicos pudieron eliminar ese efecto.