Nuovi meccanismi di conservazione della memoria

Nonostante gli enormi risparmi di energia e il potenziale per il trasferimento di dati molto più veloce, la NVM viene attualmente usata come conservazione secondaria o a lungo termine. I miglioramenti nei materiali e nelle capacità dei dispositivi sono un’importante area di ricerca e sviluppo. Il finanziamento dell’UE del progetto HYMEC (Hybrid organic/inorganic memory elements for integration of electronic and photonic circuitry) ha supportato le ricerche nei meccanismi fondamentali di conservazione delle informazioni dei materiali ibridi nano-strutturati.

La nuova conoscenza ha portato alla realizzazione di elementi NVM in base al cambio della resistenza e a un’estensione della funzionalità per permettere di affrontare i dispositivi ottici ed elettrici. Il cambio di resistenza si riferisce a un cambio di resistenza di un dielettrico se esposto a un campo elettrico o alla corrente. I tipici sistemi utilizzano un dielettrico a ossido di metallo di transizione e un comune elettrodo di metallo. Il cambiamento nella resistenza è non volatile e reversibile.

HYMEC ha individuato i meccanismi di commutazione della resistenza di un sistema rappresentato da nanoparticelle inorganiche di metallo integrate in matrici organiche coniugate (semiconduttori organici). Si basa sulla formazione di filamento invece che sulla conservazione di carica sulle nanoparticelle di metallo, come è stato presunto finora.

Questa scoperta ha significato che la manipolazione diretta della resistenza mediante la luce non era possibile. Il team ha rivolto la sua attenzione al diodo del dispositivo in serie con la memoria che è stata usata per attuare i singoli elementi della memoria in una rete di dispositivi. Usando il diodo invece della resistenza della memoria per la prontezza ottica, HYMEC ha esteso con successo la funzionalità dell’elemento NVM senza compromettere le prestazioni generali del sistema.

Il team ha sfruttato una combinazione di tecniche sperimentali e teoriche all’avanguardia per caratterizzare estensivamente le proprietà del sistema. La comprensione migliorata ha supportato la creazione di regole di progettazione affidabili per tali dispositivi in applicazioni importanti a livello tecnologico ed è stata determinante nello stabilire percorsi di produzione economici. I ricercatori hanno anche esplorato la miniaturizzazione degli elementi NVM mediante procedure innovative di nano-strutturazione.

Ci si aspetta che la tecnologia NVM di HYMEC, accessibile sia elettricamente che otticamente, abbia un forte impatto su una nuova generazione di dispositivi che integrano la fotonica e l’elettronica. La produzione a basso costo e la miniaturizzazione miglioreranno ulteriormente l’attrattiva della funzionalità per un ruolo europeo leader in un settore del mercato in crescita.