Almacenaje ultradenso de datos en 3-D

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Durante décadas, los ingenieros han modificado el diseño de los chips para que sean capaces de almacenar más datos en un espacio más reducido. Sin embargo, y a medida que los componentes de los chips siguen reduciendo su tamaño, los ingenieros están a la búsqueda de alternativas al silicio que quizá provean un mejor rendimiento y tamaños más pequeños.

Uno de los posibles métodos consiste en utilizar carbono en forma de nanotubos—diminutas láminas enrolladas de átomos de carbono—o en forma de grafeno—láminas únicas e individuales de átomos. Sin embargo, no es fácil producir ninguna de estas estructuras a escala masiva e integrarlas en los chips utilizando los procesos de manufactura actuales.


No obstante, un equipo de investigadores de la Universidad Rice en Houston acaban de hacer de mostrar que un primo del grafeno, el grafito, se pude utilizar para crear dispositivos de memoria rápidos y de alta densidad con algunas de las ventajas de las memorias flash que normalmente se encuentran en las tarjetas de memoria y los reproductores de mp3.

El grafito, que es el mismo material que se usa en los lápices, se distribuye en múltiples láminas y escamas, y se puede depositar en el silicio utilizando los métodos de deposición estándar, lo que lo diferencia de los nanotubos y el grafeno.

El dispositivo de memoria de grafito, construido por James Tour, profesor de química en la Universidad Rice, junto al investigador de postdoctorado Alexander Sinitskii, es similar a la memoria flash en cuanto a que no tiene elementos móviles, lo que significa que es más robusto que un disco duro magnético.

No obstante, y al contrario que la memoria flash, que almacena los bits como cargas eléctricas, la memoria de grafito no se gasta tan rápidamente. Además las células de memoria del grafito se pueden alinear verticalmente y apilar, lo que significa que un chip que utilice grafito tiene un potencial de almacenaje de bits 10 veces mayor en el mismo espacio que utilizan las memorias flash actuales.

Las células de memoria de grafito están compuestas de láminas de grafito depositadas entre dos electrodos. El diseño de dos electrodos de la memoria grafítica es distinto al de la memoria flash, que requiere una “fuente,” un “desagüe,” y una “puerta” para poder mantener la carga eléctrica—esencialmente, los bits de datos. Puesto que la memoria flash tiene que almacenar la carga en las puertas, que suelen tener escapes, las células se desgastan a lo largo del tiempo.

La memoria grafítica funciona de forma distinta. Cuando se aplica un cierto voltaje a la célula de memoria, la tira de grafito se raja, según explica Tour. La presencia o ausencia de huecos—representada como un 0 o un 1—se puede leer mediante la aplicación de bajos voltajes a través de los electrodos. Si se aplica un voltaje más grande los huecos se suavizan, con lo que en esencia se borra el bit.

Tour admite que no está seguro de cuál es el mecanismo exacto que ocurre durante el proceso de escritura de datos, aunque sospecha que el voltaje crea una estructura de filamento dentro del carbono que interactúa con el silicio colindante, produciendo una impronta eléctrica característica.

La estructura de dos electrodos de la memoria grafítica es lo que permite que sea construida en una célula de memoria tridimensional, según explica Tour. La estructura de tres componentes de la memoria flash hace que conectar las células de memoria verticalmente sea muy complicado. La memoria grafítica, por el contrario, se puede depositar fácilmente entre dos capas de electrodos.

Fuente: Technology Review

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