Uma equipe liderada por Stanford inventou uma maneira de armazenar dados deslizando camadas atômicas finas de metal uma sobre a outra, uma abordagem que poderia agrupar mais dados em menos espaço do que os chips de sila­cio, além de consumir menos energia.

A pesquisa, liderada por Aaron Lindenberg , professor associado de ciência e engenharia de materiais em Stanford e no SLAC National Accelerator Laboratory, seria uma atualização significativa do tipo de armazenamento de memória não vola¡til que os computadores atuais realizam com tecnologias baseadas em sila­cio como chips flash.

O engenheiro meca¢nico da UC Berkeley, Xiang Zhang , o cientista de materiais A&M do Texas, Xiaofeng Qian , e o professor de Ciência e Engenharia de Materiais de Stanford / SLAC, Thomas Devereaux, também ajudaram a dirigir os experimentos, descritos na revista Nature Physics.A inovação ébaseada em uma classe de metais recanãm-descoberta que forma camadas incrivelmente finas, neste caso com apenas três a¡tomos de espessura. Os pesquisadores empilharam essas camadas, feitas de um metal conhecido como ditelluride de tungstaªnio, como um baralho em nanoescala. Ao injetar um pouquinho de eletricidade na pilha, eles fizeram com que cada camada com número a­mpar se deslocasse levemente em relação a s camadas com números pares acima e abaixo dela. A compensação foi permanente, ou não vola¡til, atéque outro choque elanãtrico causou o realinhamento das camadas a­mpares e pares.

"A organização das camadas se torna um manãtodo para codificar informações", diz Lindenberg, criando os 1s e 0s on-off que armazenam dados binários.

Para ler os dados digitais armazenados entre essas camadas varia¡veis ​​de a¡tomos, os pesquisadores exploram uma propriedade qua¢ntica conhecida como curvatura de Berry, que age como um campo magnético para manipular os elanãtrons no material para ler o arranjo das camadas sem perturbar a pilha.

Jun Xiao, um pa³s-doutorado no laboratório de Lindenberg e primeiro autor do artigo, disse que épreciso muito pouca energia para mudar as camadas de um lado para o outro. Isso significa que deve levar muito menos energia para "gravar" zero ou um no novo dispositivo do que o necessa¡rio para as tecnologias de memória não vola¡til de hoje. Além disso, com base em pesquisas do mesmo grupo publicado na Nature no ano passado, o deslizamento das camadas atômicas pode ocorrer tão rapidamente que o armazenamento de dados pode ser realizado mais de cem vezes mais rápido do que com as tecnologias atuais.

O design do dispositivo prota³tipo foi baseado em parte em ca¡lculos teóricos contribua­dos pelos co-autores Xiaofeng Qian, professor assistente da Universidade Texas A&M e Hua Wang, estudante de pós-graduação em seu laboratório. Depois que os pesquisadores observaram resultados experimentais consistentes com as previsaµes tea³ricas, eles fizeram ca¡lculos adicionais que os levaram a acreditar que refinamentos adicionais em seu design melhorariam muito a capacidade de armazenamento dessa nova abordagem, abrindo caminho para uma mudança em direção a uma nova e distante classe mais poderosa de memória não vola¡til usando materiais 2D ultrafinos.

A equipe patenteou sua tecnologia enquanto aprimora ainda mais seu prota³tipo e design de memória. Eles também planejam procurar outros materiais 2D que possam funcionar ainda melhor como meio de armazenamento de dados do que o ditelluride de tungstaªnio.

“A conclusão cienta­fica aqui”, acrescenta Lindenberg, “éque pequenos ajustes nessas camadas ultrafinas exercem uma grande influaªncia em suas propriedades funcionais. Podemos usar esse conhecimento para projetar dispositivos novos e com eficiência de energia em direção a um futuro sustenta¡vel e inteligente. ”