L'uso di materiali stratificati bidimensionali (2-D) per migliorare le capacità dei dispositivi elettronici è una strategia promettente che ha recentemente riscosso molto interesse sia nel mondo accademico che nell'industria. Però, mentre la ricerca sui materiali metallici e semiconduttori 2-D è ben consolidata, le conoscenze e le applicazioni dettagliate degli isolanti 2-D sono ancora scarse.

Il gruppo di ricerca guidato dal Dott. Mario Lanza, un Young 1000 Talent Professor nato a Barcellona (Spagna) e con sede alla Soochow University (Cina), sta conducendo uno sforzo globale per studiare le proprietà dei dielettrici a strati. Nel suo recente Materiali funzionali avanzati carta, Il prof. Lanza e collaboratori hanno progettato una famiglia di memorie resistive ad accesso casuale (RRAM) utilizzando nitruro di boro esagonale multistrato (h-BN) come dielettrico. I dispositivi brevettati mostrano la coesistenza di realizzare commutazioni resistive (RS) bipolari libere e a soglia con basse tensioni di funzionamento fino a 0,4 V, rapporti on/off ad alta corrente fino a 1, 000, 000, e promettenti tempi di ritenzione superiori a 10h, così come una bassa variabilità da ciclo a ciclo e da dispositivo a dispositivo. L'RS è guidato dai bordi di grano (GB) nello stack h-BN policristallino, che consentono la penetrazione di ioni metallici da elettrodi adiacenti. Questa reazione può essere potenziata dalla generazione di posti vacanti B, che sono più abbondanti presso i GB.

Questa indagine è stata sviluppata in collaborazione con il Massachusetts Institute of Technology, Stanford University e Harvard University (tra gli altri). Questi risultati possono avere implicazioni essenziali per lo sviluppo di dispositivi elettronici digitali realizzati con materiali 2-D.