Trabajan en dispositivos de memoria basados en el protón

Un método mediado por protones que produce múltiples transiciones de fase en materiales ferroeléctricos podría ayudar a desarrollar dispositivos de memoria de alto rendimiento, incluyendo chips de computador neuromórficos, o sea inspirados en el cerebro humano.

Así lo ha determinado el equipo internacional de Xin He, de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) en Arabia Saudita.

Los materiales ferroeléctricos, como el seleniuro de indio, son materiales intrínsecamente polarizados que cambian de polaridad cuando se colocan en un campo eléctrico, lo que los hace atractivos para crear tecnologías de memoria.

Además de funcionar con voltajes bajos, los dispositivos de memoria resultantes presentan una excelente fiabilidad de lectura y de escritura, así como buenas velocidades en ambas operaciones.

No obstante, su capacidad de almacenamiento es baja.

Esto se debe a que los métodos existentes solo pueden activar unas pocas fases ferroeléctricas.

El nuevo método se basa en la protonación del seleniuro de indio para generar multitud de fases ferroeléctricas.

Los investigadores incorporaron el material ferroeléctrico a un transistor consistente en una heteroestructura apilada con soporte de silicio para su evaluación.

Depositaron una película multicapa de seleniuro de indio sobre la heteroestructura, que comprendía una lámina aislante de óxido de aluminio intercalada entre una capa de platino en la parte inferior y sílice porosa en la superior.

Mientras que la capa de platino servía de electrodo para la tensión aplicada, la sílice porosa actuaba como electrolito y suministraba protones a la película ferroeléctrica.

Los investigadores inyectaron o retiraron protones gradualmente de la película ferroeléctrica mediante la estrategia de cambiar el voltaje aplicado.

De este modo, se produjeron de forma reversible varias fases ferroeléctricas con distintos grados de protonación, lo que resulta crucial para implementar dispositivos de memoria multinivel con una capacidad de almacenamiento considerable.

Los voltajes positivos aplicados más altos impulsaron la protonación, mientras que los voltajes negativos de amplitudes más altas agotaron los niveles de protonación en mayor medida.

Los niveles de protonación también variaron en función de la proximidad de la capa de la película a la sílice.

Alcanzaron valores máximos en la capa inferior, que estaba en contacto con la sílice, y disminuyeron hasta alcanzar cantidades mínimas en la capa superior.

Fuente: Science Advances