Più oggetti rendiamo "intelligenti, "dagli orologi a interi edifici, maggiore è la necessità per questi dispositivi di archiviare e recuperare rapidamente enormi quantità di dati senza consumare troppa energia.

Milioni di nuove celle di memoria potrebbero far parte di un chip per computer e fornire quella velocità e risparmi energetici, grazie alla scoperta di una funzionalità precedentemente inosservata in un materiale chiamato ditelluride di molibdeno.

Il materiale bidimensionale si impila in più strati per costruire una cella di memoria. I ricercatori della Purdue University hanno progettato questo dispositivo in collaborazione con il National Institute of Standards and Technology (NIST) e Theiss Research Inc. Il loro lavoro appare in un numero anticipato online di Materiali della natura .

Le aziende produttrici di chip richiedono da tempo tecnologie di memoria migliori per consentire una rete in crescita di dispositivi intelligenti. Una di queste possibilità di nuova generazione è la memoria ad accesso casuale resistivo, o RRAM in breve.

In RRAM, una corrente elettrica è tipicamente guidata attraverso una cella di memoria costituita da materiali impilati, creando un cambiamento nella resistenza che registra i dati come 0 e 1 in memoria. La sequenza di 0 e 1 tra le celle di memoria identifica le informazioni che un computer legge per eseguire una funzione e quindi memorizza di nuovo in memoria.

Un materiale dovrebbe essere sufficientemente robusto per archiviare e recuperare dati almeno trilioni di volte, ma i materiali attualmente utilizzati sono stati troppo inaffidabili. Quindi la RRAM non è stata ancora disponibile per l'uso su larga scala sui chip dei computer.

Il ditelluride di molibdeno potrebbe potenzialmente durare per tutti quei cicli.

"Non abbiamo ancora esplorato l'affaticamento del sistema utilizzando questo nuovo materiale, ma la nostra speranza è che sia più veloce e più affidabile di altri approcci grazie al meccanismo di commutazione unico che abbiamo osservato, "Joerg Appenzeller, Barry M. e Patricia L. Epstein della Purdue University, professore di ingegneria elettrica e informatica e direttore scientifico di nanoelettronica presso il Birck Nanotechnology Center.

Il ditelluride di molibdeno consente a un sistema di passare più rapidamente da 0 a 1, potenzialmente aumentando la velocità di archiviazione e recupero delle informazioni. Questo perché quando un campo elettrico viene applicato alla cella, gli atomi sono spostati di una piccola distanza, determinando uno stato di elevata resistenza, indicato come 0, o uno stato di bassa resistenza, indicato come 1, che può avvenire molto più velocemente rispetto alla commutazione nei dispositivi RRAM convenzionali.

"Poiché è necessaria meno potenza per cambiare questi stati resistivi, una batteria potrebbe durare di più, " ha detto Appenzeller.

In un chip di computer, ogni cella di memoria sarebbe situata all'intersezione dei fili, formando un array di memoria chiamato RRAM cross-point.

Il laboratorio di Appenzeller vuole esplorare la costruzione di una cella di memoria impilata che incorpori anche gli altri componenti principali di un chip per computer:"logica, "che elabora i dati, e "interconnessioni, " fili che trasferiscono segnali elettrici, utilizzando una libreria di nuovi materiali elettronici fabbricati al NIST.

"La logica e le interconnessioni scaricano anche la batteria, quindi il vantaggio di un'architettura interamente bidimensionale è una maggiore funzionalità all'interno di un piccolo spazio e una migliore comunicazione tra memoria e logica, " ha detto Appenzeller.

Per questa tecnologia sono state depositate due domande di brevetto negli Stati Uniti tramite il Purdue Office of Technology Commercialization.