Tecnologia Científica

Espremer a luz dentro dos dispositivos de memória pode ajudar a melhorar o desempenho
A técnica permitirá aos pesquisadores sondar como esses dispositivos quebram e como seu desempenho pode ser melhorado para uma variedade de aplicações.
Por Sarah Collins - 06/10/2020


Espremedor de luz - Crédito: Giuliana Di Martino

Os pesquisadores desenvolveram um método para 'espremer' a luz visível para ver o interior de pequenos dispositivos de memória. A técnica permitirá aos pesquisadores sondar como esses dispositivos quebram e como seu desempenho pode ser melhorado para uma variedade de aplicações.

A equipe, liderada pela Universidade de Cambridge, usou a técnica para investigar os materiais usados ​​em memórias de acesso aleatório, durante a operação. Os resultados , divulgados na revista Nature Electronics , vão permitir o estudo detalhado desses materiais, que são usados ​​em dispositivos de memória.

A capacidade de entender como as mudanças estruturais caracterizam a função desses materiais, que são usados ​​para dispositivos ultra-responsivos de baixa potência chamados memristores, é importante para melhorar seu desempenho. No entanto, olhar dentro dos dispositivos em nanoescala 3D é difícil usando técnicas tradicionais.

Para resolver esse problema, os pesquisadores tiveram que construir cavidades com apenas alguns bilionésimos de metro de diâmetro - pequenas o suficiente para reter a luz dentro do dispositivo. Eles usaram a pequena lacuna entre uma nanopartícula de ouro e um espelho e observaram como a luz foi modificada quando o dispositivo estava funcionando corretamente ou quebrando.

Usando esta técnica, os pesquisadores foram capazes de observar mudanças na cor da luz espalhada nas regiões internas do dispositivo quando poucos defeitos atômicos e pequenas bolhas de oxigênio estavam se formando. Isso permitiu que eles identificassem o mecanismo de interrupção do dispositivo em vários ciclos.

“Este trabalho é um grande avanço no uso de luz para mostrar como os materiais se comportam quando dentro de dispositivos ativos”, disse a Dra. Giuliana Di Martino, do Departamento de Ciência de Materiais e Metalurgia de Cambridge, que liderou a pesquisa. “A estranha física da luz interagindo com a matéria em nanoescala nos permite caracterizar esses dispositivos em tempo real, onde seu funcionamento depende de como o material se comporta em um espaço com apenas alguns átomos de diâmetro. Dessa forma, podemos revelar os mecanismos de falha durante o ciclo e abrir novas rotas para a otimização do dispositivo para aplicações de tecnologia em grande escala. ”

Compreender os fatores que determinam os mecanismos de falha do dispositivo é um pré-requisito fundamental para o desenvolvimento de dispositivos de memória com baixo consumo de energia e de melhor desempenho, um objetivo essencial para permitir uma economia competitiva orientada por dados e impulsionar a inovação empresarial por meio da transformação digital e da Internet das Coisas.

A pesquisa é financiada como parte do Conselho de Pesquisa em Ciências Físicas e de Engenharia do Reino Unido (EPSRC), o Programa Winton para a Física da Sustentabilidade e a Royal Academy of Engineering.

 

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