Esticar a memria leva a novas possibilidades de computao

Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 05/12/2023

Semicondutores tensionados

O silcio tensionado – ou silcio expandido – est por a h dcadas, ajudando a produzir melhores transistores, melhores clulas solares e melhores LEDs.

Trata-se do mesmo famoso material semicondutor, mas que submetido a uma tenso mecnica, o que distorce sua estrutura cristalina, alterando suas propriedades eletrnicas, tornando-o mais eficiente na conduo de eletricidade.

Agora, Wenhui Hou e colegas da Universidade de Rochester, nos EUA, descobriram que possvel usar a mesma tcnica para melhorar os materiais 2D, ou monoatmicos.

E no apenas melhorar, mas verdadeiramente criar um novo tipo de componente que tira proveito do que h de melhor em dois dos componentes eletrnicos mais pesquisados atualmente para desenvolvimento de novas formas e novas plataformas de computao, incluindo a computao neuromrfica (que imita o crebro) e a inteligncia artificial em hardware.

Ao tensionar materiais que so to finos quanto uma nica camada de tomos, Hou combinou as melhores qualidades de duas formas existentes de transistores resistivos usados para memria: Os memoristores e os materiais de mudana de fase.

Esquema do componente hbrido.
[Imagem: Wenhui Hou et al. – 10.1038/s41928-023-01071-2]

Memoristor de mudana de fase

Tanto os memoristores quanto as memrias de mudana de fase tm sido explorados por suas vantagens sobre as formas de memria mais prevalentes da atualidade, incluindo a memria dinmica de acesso aleatrio (DRAM) e a memria flash. Cada um deles, porm apresenta suas prprias dificuldades.

Os memristores, que funcionam aplicando tenso a um filamento fino entre dois eletrodos, tendem a sofrer de uma relativa falta de confiabilidade em comparao com outras formas de memria. Enquanto isso, os materiais de mudana de fase, que envolvem a fuso seletiva de um material em um estado amorfo ou cristalino, gastam muita energia.

“Ns combinamos a ideia de um memoristor e de um componente de mudana de fase de uma forma que pode ir alm das limitaes de qualquer um dos dispositivos,” disse Wu. “Estamos fazendo um dispositivo memoristor de dois terminais que induz um tipo de cristal para outro tipo de fase do cristal. Essas duas fases de cristal tm resistncias diferentes que voc pode ento usar como memria.”

A chave para isto foi tensionar os materiais 2D a ponto de eles ficarem precariamente entre duas fases cristalinas diferentes, podendo ser forados em qualquer uma das duas direes com relativamente pouca energia.

“Ns o projetamos basicamente esticando o material em uma direo e comprimindo-o em outra,” contou Wu. “Ao fazer isso, voc melhora o desempenho em ordens de magnitude. Eu vejo um caminho onde isso pode acabar: Nos computadores domsticos como uma forma de memria ultrarrpida e ultraeficiente. Isso poder ter grandes implicaes para a computao em geral.”

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