Científicos de la Universidad de Stanford han inventado materiales bidimensionales para almacenar datos en lugar de obleas de silicio.
La investigación fue dirigida por Aaron Lindenberg, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de Stanford y el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC. Esta es una mejora importante en el tipo de almacenamiento de memoria no volátil que logran las computadoras que utilizan tecnología basada en silicio, como los chips de memoria flash.
La tecnología se basa en un metal recién descubierto que puede formar capas increíblemente delgadas, de sólo tres átomos de espesor. Los investigadores apilaron estas capas, hechas de un metal llamado dicloruro de tungsteno, como una baraja de cartas a nanoescala. Al inyectar una corriente muy pequeña en una pila de tarjetas, los investigadores alejaron ligeramente cada capa impar de la capa par que estaba encima. Este movimiento es permanente, o no volátil, hasta que otra oleada de corriente reordena las capas pares e impares nuevamente.
"La disposición de las capas se convierte en una forma de codificar información", dijo Lindenberg. "Los encendidos y apagados, los unos y los ceros, se crean para almacenar datos binarios".
Para leer estos cambios Para almacenar datos digitales entre capas de átomos, los investigadores utilizaron una propiedad cuántica llamada curvatura de Berry, que manipula los electrones en el material como un campo magnético para leer la disposición de las capas sin alterar la pila.
La energía necesaria para mover esta capa hacia adelante y hacia atrás es muy pequeña, dijo Xiao Jun, investigador postdoctoral en el laboratorio de Lindenberg y primer autor del artículo. Esto significa que escribir un 0 o un 1 en el nuevo dispositivo debería requerir mucha menos energía que la tecnología de memoria no volátil actual. Además, según una investigación publicada el año pasado en la revista Nature por el mismo grupo, el deslizamiento de las capas atómicas puede ocurrir tan rápidamente que el almacenamiento de datos se completa más de 100 veces más rápido que con la tecnología existente.
El diseño del dispositivo prototipo se basa en cálculos teóricos proporcionados por el coautor Xiaofeng Qian, profesor asistente de la Universidad de Texas * * *, y estudiantes graduados en su laboratorio. Después de que los investigadores observaron resultados experimentales que coincidían con las predicciones teóricas, realizaron más cálculos que los convencieron de que nuevas mejoras en su diseño aumentarían significativamente la capacidad de almacenamiento de este nuevo método y allanarían el camino para la transición al uso de materiales 2D ultrafinos. el camino para nuevas memorias no volátiles más poderosas.
El equipo ha patentado su tecnología y ha mejorado aún más su prototipo y diseño de memoria. También planean buscar otros materiales bidimensionales que puedan usarse como medios de almacenamiento de datos incluso mejores que el telururo de tungsteno.
"Ajustes muy pequeños a estas capas ultrafinas pueden tener un gran impacto en sus propiedades funcionales", dijo Lindenberg. "Podemos utilizar este conocimiento para diseñar nuevos dispositivos energéticamente eficientes que puedan lograr una sostenibilidad y eficiencia". futuro inteligente."
La investigación fue publicada en la revista Nature Physics.