Chip sperimentali che utilizzano materiale metallico 2D che memorizza più dati e richiede meno energia

un giorno fa p Gary Elinoff Un team guidato da Stanford ha ideato un metodo per archiviare i dati che dipende dallo scorrimento di strati di metallo ultra sottili. La nuova tecnica di memoria non può solo memorizzare più dati in una determinata area di quanto sarebbe possibile con qualsiasi tecnologia basata sul silicio, ma anche consumare meno energia. La ricerca, condotta da Aaron Lindenberg, professore associato di scienza dei materiali e ingegneria a Stanford e al National Accelerator Laboratory di SLAC, potrebbe dare origine a un nuovo tipo di memoria non volatile che rappresenta un importante aggiornamento delle odierne tecnologie a base di silicio, come i chip flash.
La ricerca è stata dettagliata sulla rivista Nature Physics. Il tiro di lancio in questa svolta è tenuto da una nuova classe di metalli che formano strati incredibilmente sottili. In questi esperimenti, il metallo impiegato era la ditelluride di tungsteno e gli strati stessi avevano uno spessore di soli tre atomi.
La procedura sperimentale prevedeva l'accatastamento di questi strati ultrasottili come se facessero parte di un mazzo di carte su scala atomica. Quindi, una quantità minima di elettricità viene iniettata nella pila, il che ha fatto spostare gli strati di numero dispari di una quantità di minuti in relazione agli strati di numero pari sopra e sotto di esso. Come notato da Lindenberg, "La disposizione dei livelli diventa un metodo per codificare le informazioni", creando gli on-off, 1s-e-0 che memorizzano i dati binari.
Di grande significato era che l'offset era permanente, nel modo di memoria non volatile e riprogrammabile non volatile. Una successiva scossa di elettricità fece riallineare gli strati pari e dispari inclinati. Come illustrato di seguito, i tre strati di metallo separati a tre atomi sono raffigurati come composti da sfere d'oro.
Quando viene applicata l'elettricità, il piccolo spostamento dello strato intermedio fa scattare il movimento degli elettroni come rappresentato dai turbinii rossi, codifica di 1 e 0 digitali. Un fenomeno noto come curvatura di Berry è stato impiegato per leggere i dati memorizzati tra gli strati ultrasottili. Questa proprietà quantistica funge da campo magnetico, manipolando gli elettroni nel dispositivo, comprendendo la disposizione degli strati senza disturbare la pila.
Jun Xiao, il primo autore dell'articolo, pubblicò Nature Physics e uno studioso post dottorato nel laboratorio di Lindenberg; serve pochissima energia per far spostare gli strati avanti e indietro. Di conseguenza, ci vorrebbe molta meno energia per scrivere uno o uno zero sul nuovo dispositivo rispetto alle tecnologie di memoria non volatile esistenti. Ancora più degno di nota è che il processo di scorrimento si svolge in modo così incredibilmente veloce che l'archiviazione dei dati potrebbe essere eseguita più di cento volte più velocemente rispetto alle tecnologie attuali.
Il prossimo passo per il team sarà esplorare altri materiali 2D ultrasottili che potrebbero eseguire anche meglio del mezzo contemporaneo di ditelluride di tungsteno. "La linea di fondo scientifica qui", aggiunge Lindenberg, "è che le leggerissime regolazioni di questi strati ultrasottili hanno una grande influenza sulle sue proprietà funzionali. Possiamo usare queste conoscenze per progettare dispositivi nuovi ed efficienti dal punto di vista energetico verso un futuro sostenibile e intelligente.
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