Il Professore Associato Yang Hyunsoo dell'Università Nazionale di Singapore ha guidato un gruppo di ricerca per incorporare con successo un potente chip di memoria magnetica su un materiale plastico flessibile. Questo chip di memoria malleabile saluta una svolta nella rivoluzione dell'elettronica flessibile, e avvicina i ricercatori alla creazione di flessibilità, l'elettronica indossabile una realtà nel prossimo futuro.

Sembra un piccolo pezzo di pellicola trasparente con piccole incisioni su di esso, ed è abbastanza flessibile da essere piegato in un tubo. Ancora, questo pezzo di plastica "intelligente" dimostra prestazioni eccellenti in termini di capacità di archiviazione e elaborazione dei dati. Questa nuova invenzione, sviluppato da ricercatori della National University of Singapore (NUS), saluta una svolta nella rivoluzione dell'elettronica flessibile, e avvicina i ricercatori alla creazione di flessibilità, l'elettronica indossabile una realtà nel prossimo futuro.

Il progresso tecnologico è realizzato in collaborazione con ricercatori della Yonsei University, Università di Gent e Istituto di ricerca e ingegneria dei materiali di Singapore. Il team di ricerca ha incorporato con successo un potente chip di memoria magnetica su un materiale plastico flessibile, e questo chip di memoria malleabile sarà un componente fondamentale per la progettazione e lo sviluppo di dispositivi flessibili e leggeri. Tali dispositivi hanno un grande potenziale in applicazioni come automotive, elettronica sanitaria, controllo motori industriali e robotica, potenza industriale e gestione dell'energia, così come i sistemi militari e avionici.

Il gruppo di ricerca, guidato dal Professore Associato Yang Hyunsoo del Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica presso la Facoltà di Ingegneria della NUS, hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Materiale avanzato il 6 luglio 2016.

Flessibile, dispositivi di memoria ad alte prestazioni un fattore chiave per l'elettronica flessibile

L'elettronica flessibile è diventata oggetto di ricerca attiva negli ultimi tempi. In particolare, i dispositivi di memoria magnetica flessibile hanno attirato molta attenzione in quanto sono il componente fondamentale richiesto per l'archiviazione e l'elaborazione dei dati nell'elettronica indossabile e nei dispositivi biomedici, che richiedono varie funzioni come la comunicazione wireless, memorizzazione delle informazioni ed elaborazione del codice.

Sebbene sia stata condotta una notevole quantità di ricerche su diversi tipi di chip di memoria e materiali, ci sono ancora sfide significative nella fabbricazione di chip di memoria ad alte prestazioni su substrati morbidi che sono flessibili, senza sacrificare le prestazioni.

Per affrontare le attuali sfide tecnologiche, il gruppo di ricerca, guidato da Assoc Prof Yang, ha sviluppato una nuova tecnica per impiantare un chip di memoria magnetica ad alte prestazioni su una superficie di plastica flessibile.

Il nuovo dispositivo opera su memoria ad accesso casuale magnetoresistivo (MRAM), che utilizza una giunzione a tunnel magnetico (MTJ) a base di ossido di magnesio (MgO) per memorizzare i dati. La MRAM supera in molti aspetti i chip dei computer con memoria ad accesso casuale (RAM) convenzionale, inclusa la capacità di conservare i dati dopo che l'alimentazione è stata interrotta, alta velocità di elaborazione, e basso consumo energetico.

Nuova tecnica per impiantare chip MRAM su una superficie di plastica flessibile

Il team di ricerca ha prima coltivato l'MTJ a base di MgO su una superficie di silicio, e poi ha inciso via il silicio sottostante. Utilizzando un approccio di stampa transfer, il team ha impiantato il chip di memoria magnetica su una superficie di plastica flessibile in polietilene tereftalato controllando la quantità di deformazione causata dal posizionamento del chip di memoria sulla superficie di plastica.

Assoc Prof Yang ha detto, "I nostri esperimenti hanno dimostrato che la magnetoresistenza di tunneling del nostro dispositivo potrebbe raggiungere fino al 300 per cento:è come un'auto con livelli di potenza straordinari. Siamo anche riusciti a ottenere una maggiore rapidità di commutazione. Con tutte queste funzionalità avanzate, il chip magnetico flessibile è in grado di trasferire i dati più velocemente."

Commentando il significato della svolta, Assoc Prof Yang ha detto, "L'elettronica flessibile diventerà la norma nel prossimo futuro, e tutti i nuovi componenti elettronici dovrebbero essere compatibili con l'elettronica flessibile. Siamo la prima squadra a fabbricare una memoria magnetica su una superficie flessibile, e questo traguardo significativo ci dà l'impulso per migliorare ulteriormente le prestazioni dei dispositivi di memoria flessibili e contribuire alla rivoluzione dell'elettronica flessibile".

L'Assoc Prof Yang e il suo team hanno recentemente ottenuto i brevetti degli Stati Uniti e della Corea del Sud per la loro tecnologia. Stanno conducendo esperimenti per migliorare la magnetoresistenza del dispositivo mettendo a punto il livello di deformazione nella sua struttura magnetica, e stanno anche progettando di applicare la loro tecnica in vari altri componenti elettronici. Il team è anche interessato a lavorare con partner industriali per esplorare ulteriori applicazioni di questa nuova tecnologia.