Memoria a base di carbonio per aumentare la velocità di calcolo
Una migliore archiviazione dei dati rappresenta la spina dorsale dell’economia della conoscenza, nonché in relazione a industria, commercio e multimedia. L’archiviazione di dati non volatili può essere realizzata attraverso nuovi materiali a base di carbonio per le memorie, il che costituisce l’obiettivo del progetto CARERAMM (Carbon resistive random access memory materials), finanziato dall’UE. Il team del progetto ha studiato il modo in cui sviluppare materiali relativi alle memorie ecologici, economicamente vantaggiosi ed efficienti in termini energetici, i quali possano essere scalabili a livello molecolare e abbiano un tempo di commutazione inferiore al nanosecondo, con funzionalità avanzate. Per raggiungere i propri obiettivi, il team ha lavorato su due aree. Da un lato sono stati studiati materiali e dispositivi a base di carbonio amorfo al fine di integrare le attuali tecnologie di memoria come i dischi rigidi e le memorie flash, dall’altro sono state considerate le memorie di ossido di grafene per un eventuale utilizzo nelle applicazioni di elettronica flessibile. in entrambi i casi, la capacità di archiviazione ha coinvolto la commutazione elettrica resistiva, la quale ha condotto a una ricerca più approfondita sull’argomento e alla comprensione delle limitazioni tecnologiche, tra cui le dimensioni minime dei dispositivi, la temperatura di esercizio e la velocità di commutazione. Il lavoro ha incluso esperimenti per la determinazione di vita utile a diverse temperature, capacità di archiviazione multi-livello, idoneità all’interno di specifiche applicazioni e diversi altri parametri cardine per lo sviluppo della tecnologia necessaria. Dopo un intensivo lavoro di laboratorio, il team ha costruito e caratterizzato dei prototipi che hanno raggiunto quasi tutti gli obiettivi desiderati. Il progetto CARERAMM ha costruito dispositivi nanometrici in carbonio amorfo con commutazione di energia inferiore al petajoule e ha supervisionato il funzionamento a temperature che raggiungono i 300 °C. Sono stati costruiti dispositivi a base di ossido di grafene (graphene oxide, GO) con 4 livelli di archiviazione e resistenza su substrati flessibili, così come dispositivi a base di GO in grado di resistere a oltre 10 000 cicli di piegatura e saggi di piegatura elevata. Nel complesso il team ha prodotto preziose conoscenze all’avanguardia in fatto di commutazione resistiva riguardante sia il carbonio amorfo sia i materiali e dispositivi a base di ossido di grafene. È stata combinata la modellizzazione su scala atomica con la caratterizzazione su scala nanometrica per migliorare la commutazione in maniera considerevole, spianando la strada alla commercializzazione di memorie avanzate a base di carbonio, nel prossimo futuro.
Parole chiave
Memoria a base di carbonio, archiviazione dati, CARERAMM, memorie di ossido di grafene, commutazione resistiva
