Gli ingegneri di tutto il mondo hanno sviluppato modi alternativi per fornire una maggiore capacità di archiviazione della memoria su chip di computer ancora più piccoli. La ricerca precedente sui fogli atomici bidimensionali per l'archiviazione della memoria non è riuscita a scoprire il loro potenziale, fino ad ora.

Un team di ingegneri elettrici presso l'Università del Texas ad Austin, in collaborazione con scienziati dell'Università di Pechino, ha sviluppato il dispositivo di archiviazione di memoria più sottile con una capacità di memoria densa, spianando la strada per un più veloce, chip per computer più piccoli e più intelligenti per qualsiasi cosa, dall'elettronica di consumo ai big data all'informatica ispirata al cervello.

"Per molto tempo, il consenso era che non era possibile realizzare dispositivi di memoria da materiali che erano spessi solo uno strato atomico, " disse Deji Akinwande, professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica della Cockrell School of Engineering. "Con i nostri nuovi 'atomristor, ' abbiamo dimostrato che è davvero possibile".

Realizzato con nanomateriali 2-D, gli "atomristori" - un termine coniato da Akinwande - migliorano i memristori, una tecnologia emergente di archiviazione della memoria con una scalabilità della memoria inferiore. Lui e il suo team hanno pubblicato i loro risultati nel numero di gennaio di Nano lettere .

"Atomristors consentirà l'avanzamento della legge di Moore a livello di sistema consentendo l'integrazione 3-D della memoria su nanoscala con transistor su nanoscala sullo stesso chip per sistemi informatici avanzati, " ha detto Akinwande.

Memoria e transistor hanno, ad oggi, sono sempre stati componenti separati su un microchip, ma gli atomristori combinano entrambe le funzioni in un unico, sistema informatico più efficiente. Utilizzando fogli atomici metallici (grafene) come elettrodi e fogli atomici semiconduttori (solfuro di molibdeno) come strato attivo, l'intera cella di memoria è un sandwich di circa 1,5 nanometri di spessore, che consente di impacchettare densamente gli atomristori strato per strato in un piano. Questo è un vantaggio sostanziale rispetto alla memoria flash convenzionale, che occupa uno spazio molto più ampio. Inoltre, la sottigliezza consente un flusso di corrente elettrica più veloce ed efficiente.

Data la loro dimensione, capacità e flessibilità di integrazione, Gli atomiristori possono essere assemblati insieme per creare chip 3D avanzati che sono cruciali per il successo dello sviluppo dell'informatica ispirata al cervello. Una delle maggiori sfide in questo fiorente campo dell'ingegneria è come realizzare un'architettura di memoria con connessioni 3D simili a quelle che si trovano nel cervello umano.

"La pura densità di memoria che può essere resa possibile sovrapponendo questi fogli atomici sintetici l'uno sull'altro, accoppiato con un design a transistor integrato, significa che possiamo potenzialmente creare computer che apprendano e ricordino allo stesso modo del nostro cervello, " ha detto Akinwande.

Il team di ricerca ha anche scoperto un'altra applicazione unica per la tecnologia. Nei dispositivi ubiquitari esistenti come smartphone e tablet, interruttori a radiofrequenza vengono utilizzati per collegare i segnali in ingresso dall'antenna a una delle tante bande di comunicazione senza fili in modo che diverse parti di un dispositivo possano comunicare e cooperare tra loro. Questa attività può influire in modo significativo sulla durata della batteria di uno smartphone.

Gli atomristors sono i più piccoli interruttori di memoria a radiofrequenza da dimostrare senza consumo di batteria CC, che alla fine può portare a una maggiore durata della batteria.

"Globale, riteniamo che questa scoperta abbia un reale valore di commercializzazione in quanto non interromperà le tecnologie esistenti, " Akinwande ha detto. "Piuttosto, è stato progettato per integrarsi e integrarsi con i chip di silicio già in uso nei moderni dispositivi tecnologici."