(Phys.org) —Le memorie flash commerciali odierne di solito memorizzano i dati sotto forma di carica elettrica in strati di polisilicio. Poiché il polisilicio è un singolo materiale continuo, difetti nel materiale possono interferire con il movimento di carica desiderato, che può limitare la conservazione e la densità dei dati.

Per superare questo problema, i ricercatori hanno recentemente lavorato sull'immagazzinamento di carica in trappole di carica discrete, come i nanocristalli, invece di strati di polisilicio. Poiché i materiali a trappola di carica discreti hanno il vantaggio di prevenire movimenti di carica indesiderati a causa della loro minore sensibilità ai difetti locali, offrono il potenziale per memorie flash ad alta densità.

Ora in un nuovo studio, gli scienziati hanno utilizzato punti quantici di grafene invece di nanocristalli come materiale per la trappola di carica discreta. I ricercatori, Soong Sin Joo, et al., alla Kyung Hee University e Samsung Electronics, sia a Yongin, Corea del Sud, hanno pubblicato il loro articolo sulle memorie flash a punti quantici al grafene in un recente numero di Nanotecnologia .

Sebbene il grafene in generale sia ampiamente conosciuto come un materiale attraente per l'elettronica e la fotonica di prossima generazione a causa delle sue proprietà uniche, lo sviluppo di dispositivi di memoria al grafene è ancora in una fase iniziale. I punti quantici di grafene in particolare sono materiali molto nuovi. Come frammenti di grafene estratti dal carbonio sfuso, i punti quantici di grafene possono essere progettati con proprietà elettroniche e ottiche specifiche per scopi diversi.

Qui, i ricercatori hanno preparato punti quantici di grafene di tre diverse dimensioni (6, 12, e 27 nm di diametro) tra strati di biossido di silicio. I ricercatori hanno scoperto che le proprietà di memoria dei punti differiscono a seconda delle loro dimensioni. Ad esempio, mentre i punti da 12 nm mostrano la massima velocità di programma, i punti da 27 nm mostrano la massima velocità di cancellazione, così come la massima stabilità.

"Questo è il primo rapporto di memorie non volatili flash a trappola di carica realizzato impiegando punti quantici di grafene strutturalmente caratterizzati, anche se le loro proprietà di memoria non volatile sono attualmente al di sotto dello standard commerciale, " ha detto il coautore Suk-Ho Choi della Kyung Hee University Phys.org . "In realtà, questa è la prima applicazione di successo dei punti quantici di grafene in dispositivi pratici, compresi i dispositivi elettronici e ottici, per quanto ne so, anche se ci sono molti rapporti sulle caratterizzazioni fisiche e chimiche dei punti quantici di grafene".

Come dispositivi di memoria flash nelle prime fasi di sviluppo, le memorie a punti quantici di grafene dimostrano prestazioni promettenti, con una densità elettronica paragonabile a quella dei dispositivi di memoria basati su semiconduttori e nanocristalli metallici. I ricercatori sperano che futuri miglioramenti ai dispositivi porteranno a prestazioni migliorate e nuove applicazioni.

"Se si utilizzano dielettrici flessibili (isolanti) al posto del biossido di silicio come barriere di controllo e tunnel su substrati plastici, quindi possono essere utilizzati in dispositivi elettronici flessibili (o indossabili), " ha detto Choi. "Le nanoparticelle metalliche offrono anche diversi vantaggi simili ai punti quantici di grafene, come una maggiore densità di stati, flessibilità nella scelta della funzione lavorativa, eccetera., per memorie non volatili flash a trappola di carica, ma possono potenzialmente degradare le prestazioni del dispositivo a causa delle loro instabilità termiche e non sono utili per l'elettronica e la fotonica trasparenti e flessibili."

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