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Memória Flash do futuro miniaturizada graças ao grafeno ?

Na tentativa de reduzir o tamanho de circuitos eletrônicos, surgem limites físicos, e, então, é preciso mudar de técnica. Por exemplo, o efeito túnel, que transforma os elétrons em "furadores de muralha", aborrece os engenheiros eletrônicos. Contudo, eles souberam tirar proveito disto, desenvolvendo as "grades flutuantes" de memórias Flash, aquelas das chaves USB e dos pequenos cartões destinados aos aparelhos de fotografia, cujas capacidades aumentam regularmente ao longo dos anos.

Mas aqui também há um limite: quando se reduz o tamanho de uma célula de memória (cuja estrutura lembra a de um transistor), esta grade flutuante, que retém os elétrons, portanto a informação, no momento da operação de escrita, não pode diminuir de espessura nas mesmas proporções. Quando pouquíssimo espessa, ela deixará "escapar" os elétrons e, com eles, a informação.

Há ainda margem e os fabricantes de memórias Flash têm ainda alguns anos de progressos possíveis na miniaturização. Contudo, nos laboratórios, é tempo de se pensar no futuro. Entre as pistas exploradas figuram opções bastante diferentes das soluções atuais.

Alguns buscam do lado da eletrônica de spin, por exemplo, ou spintrônica, que consiste em utilizar o spin dos elétrons (uma propriedade quântica) para estocar a informação. Outros querem explorar o spin de núcleos de átomos para fazer células memória...

Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, EUA (mais conhecida como UCLA), associados a outros pesquisadores da Samsung, trabalham em uma solução que se apoia ao mesmo tempo sobre as técnicas atuais de fabricação de circuitos e sobre uma estrela dos laboratórios: o grafeno. Esta folha monoatômica de carbono, da mesma natureza da parede dos nanotubos de carbono, de fato, apresenta características que apaixonam os físicos. Em 2009, Feng Wang e seus colegas da Universidade de Berkeley, na Califórnia, afirmaram ser possível fazer do grafeno um semicondutor.



Grafeno: Flash Memory.
Esquema sucinto das células memória do protótipo de memória Flash de grafeno. Sobre uma base de silício (Si) foram instalados uma folha de grafeno e depois os outros componentes das células (Gate), a junção (Tunnel Oxide) e a grade de controle (Controle Oxide). Relativamente ao silício, o grafeno apresenta melhores performances (consumo de energia, espessura, durabilidade da informação).

Créditos: Augustin J. Hong et al.


Grafeno: fino, condutor e extraordinário

A equipe da UCLA fez simplificou: instalou uma minúscula pastilha de grafeno em vez da grade flutuante de silício em uma memória de tipo Flash. O conjunto do circuito é, portanto, convencional, com a diferença que uma camada de grafeno é colocada entre os eletrodos e a grade de controle. O procedimento de fabricação em quase nada difere daquele de um circuito clássico.

A pequena espessura da grade flutuante (uma vez que ela é apenas de um único átomo, portanto) permite uma redução de tamanho, pelo menos potencialmente, uma vez que a equipe está ainda no protótipo, onde a dimensão das células se mede em micrômetros. Esta memória Flash de grafeno, que os autores chamam de uma GFM (Graphene Flash Memory), apresenta outras vantagens: as propriedades elétricas do grafeno conferem uma melhor eficiência, com - explica a publicação na ACS Nano -, um consumo inferior a aquela do componente todo em silício e uma maior durabilidade.

Conforme a equipe, a introdução de um elemento de grafeno não seria uma grande dificuldade para os industriais do circuito eletrônico e permitiria ir mais longe que o previsto na miniaturização de memórias Flash. A progressão das capacidades poderá, assim, ir bem além do teraocteto sobre os pequenos cartões deslizantes nos aparelhos de foto, smartphones ou câmeras...

Futura Science (Tradução - MIA).


Nota do Scientific Editor: o trabalho "Graphene Flash Memory"- que deu origem a esta notícia -, é de autoria de Augustin J. Hong, Emil B. Song, Hyung Suk Yu§, Matthew J. Allen, Jiyoung Kim, Jesse D. Fowler, Jonathan K. Wassei, Youngju Park, Yong Wang, Jin Zou, Richard B. Kaner, Bruce H. Weiller e Kang L. Wang, tendo sido publicado na revista ACS Nano, on- line, 2011, DOI: 10.1021/nn201809k.


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