Un confronto della corrente di commutazione elettrica e dei tempi di commutazione per la memoria a cambiamento di fase interfacciale dei superreticoli deformati con altri materiali di memoria a cambiamento di fase all'avanguardia. Credito:Zhou et al.
I ricercatori della Singapore University of Technology and Design (SUTD) e dello Shanghai Institute of Microsystems and Information Technology hanno nanoingegnerizzato un materiale di archiviazione dati superlattice. I dati vengono registrati alle interfacce degli strati del superreticolo. Quando gli atomi all'interfaccia sono disordinati, il materiale ha un'elevata resistenza elettrica mentre l'interfaccia ordinata ha una bassa resistenza elettrica. Solo l'interfaccia cambia, un sottoinsieme di strati all'interno del materiale, può rimanere inalterato e cristallino. Ciò significa che l'interfaccia può essere progettata dai livelli non di commutazione:l'intera struttura non deve passare in uno stato disordinato. Questo rende il superreticolo molto diverso dalle leghe a memoria a cambiamento di fase non strutturate, come il Ge 2 Sb2Te 5 lega.
In un articolo pubblicato su Nano Futures , gli autori riferiscono che il cambio rapido in questi materiali nanostrutturati è dovuto al cambio atomico a valanga all'interfaccia. Il primo atomo che cambia richiede una grande quantità di energia, ma gli atomi successivi richiedono meno energia. Man mano che più atomi cambiano, l'energia richiesta per la commutazione degli atomi successivi viene ridotta. Ciò porta ad un aumento esponenziale della probabilità di commutazione con il numero di atomi di commutazione.
Zhou et al hanno mostrato che l'energia per il primo atomo che cambia può essere ingegnerizzata forzando le interfacce di livello. Il team di ricerca ha creato dispositivi di memoria prototipo che sfruttano questo effetto, che ha superato i dispositivi di memoria a cambiamento di fase all'avanguardia. La tensione di commutazione, attuale, e il tempo di commutazione sono sostanzialmente ridotti mentre la resistenza elettrica cambia di un fattore 500. Pertanto, questi prototipi di dispositivi sono più veloci ed efficienti delle tecnologie concorrenti.
Uno dei membri del gruppo di ricerca, Professore assistente Robert Simpson, disse, "I dispositivi superreticoli sono notevolmente efficienti dal punto di vista energetico. Prevediamo che questa tecnologia influirà sulle nuove architetture di memoria 3D, come l'X-point 3-D di Intel. Ora stiamo sfruttando il successo di questi materiali di archiviazione dei dati ottimizzando materiali a cambiamento di fase simili per applicazioni di nanofotonica commutabili".
