I ricercatori della Texas A&M University segnalano progressi significativi nella loro comprensione e controllo di un materiale camaleontico che potrebbe essere la chiave per i computer di prossima generazione che sono ancora più potenti delle odierne macchine a base di silicio.

Il paradigma esistente dell'informatica basata sul silicio ci ha fornito una gamma di tecnologie sorprendenti, ma gli ingegneri stanno iniziando a scoprire i limiti del silicio. Di conseguenza, affinché l'informatica continui a progredire è importante esplorare materiali alternativi che potrebbero consentire modi diversi di eseguire calcoli, secondo il dottor Patrick J. Shamberger, ricercatore presso il Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali. Il biossido di vanadio è un esempio.

"È molto interessante, materiale camaleontico che può facilmente passare tra due diverse fasi, da isolante a conduttore, mentre lo riscaldi e lo raffreddi o applichi una tensione, " ha detto il dottor Sarbajit Banerjee, docente con incarichi congiunti nei Dipartimenti di Chimica e Scienza e Ingegneria dei Materiali. "E se pensi a queste due fasi come analoghe a uno zero e a uno, puoi trovare nuovi modi interessanti di elaborazione delle informazioni."

Banerjee e Shamberger sono autori corrispondenti di un articolo che descrive il loro lavoro, che è stato pubblicato nel numero di gennaio 2018 di Chimica dei materiali .

"Prima che il biossido di vanadio possa essere utilizzato in informatica, dobbiamo controllare meglio la sua transizione da isolante a conduttore e viceversa, " Ha detto Shamberger. Nel documento il team descrive di fare proprio questo aggiungendo tungsteno al materiale.

Tra l'altro, i ricercatori hanno dimostrato che il tungsteno consente che la transizione avvenga su due percorsi molto diversi. Il risultato è che il passaggio da isolante a conduttore avviene facilmente e rapidamente, mentre il passaggio dal conduttore di nuovo all'isolante è più difficile.

"Pensa come guidare dal punto A al punto B e viceversa. Andandoci prendi una superstrada, ma tornando sei su strade secondarie, " ha detto Banerjee.

In sostanza l'aggiunta di tungsteno consente all'ossido di vanadio di passare rapidamente in una direzione e molto più lentamente nell'altra, fenomeni che potrebbero essere sfruttati nei computer futuri.

"Fornisce un'ulteriore 'manopola' per regolare il modo in cui si va avanti e indietro tra i due stati, " ha detto Erick J. Braham, uno studente laureato al Texas A&M che è stato il primo autore del documento.

Il team ha anche scoperto che l'aggiunta di tungsteno consente loro di controllare meglio, o sintonizzare, le diverse temperature in cui avvengono le transizioni.

Banerjee rileva la natura interdisciplinare del lavoro, che ha coinvolto quattro gruppi con competenze che vanno dalla scienza dei materiali computazionale alla microscopia elettronica, è stata fondamentale.

"Abbiamo davvero esaminato questo puzzle da diversi punti di vista per cercare di dare un senso esattamente a cosa sta succedendo, " ha detto. "E 'stato molto emozionante."