Una nueva memoria semiconductora ferroeléctrica desarrollada por investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech) ofrece nuevas capacidades de almacenamiento y procesamiento de datos, allanando el camino para generar dispositivos más rápidos y con mayor eficiencia energética.
Las tecnologías de memoria tradicionales enfrentan limitaciones en términos de velocidad, escalabilidad y consumo de energía, lo que las hace inadecuadas para futuras aplicaciones con uso intensivo de datos. Por su parte, la memoria ferroeléctrica ha despertado un interés en los últimos años debido a su potencial de almacenamiento no volátil, que permite la retención de datos incluso cuando se corta la energía.
El desarrollo del material bidimensional (2D) de van der Waals α-In 2 Se 3 también ha abierto nuevas oportunidades para el avance de las tecnologías de memoria. La memoria ferroeléctrica da un paso de gigante al incorporar las notables propiedades del α-In 2 Se 3. Es conocido por su alta movilidad de portadora, banda prohibida sintonizable y fuertes propiedades ferroeléctricas a nivel atómico, lo que lo hace óptimo para aplicaciones de memoria de alta velocidad.
Nuevo dispositivo de memoria
El equipo de investigación ha propuesto un nuevo concepto de estructura de contacto inferior a nivel nanoescala. En concreto ha desarrollado un dispositivo de memoria semiconductor ferroeléctrico con un contacto inferior estructurado con nanoespacios de dos terminales aprovechando el cambio de polarización IP de α-In 2 Se 3.
A diferencia de los dispositivos anteriores, en el presente diseño el α-In 2 Se 3 se exfolia sobre electrodos como contacto inferior. La polarización IP se puede invertir aplicando un voltaje de drenaje a través de un canal con una longitud relativamente estrecha de 100 nm. Este diseño de canal lateral proporciona una mayor densidad de memoria, lo que permite la integración de muchas celdas de memoria en un solo chip.
Además, la configuración de memoria lateral empleada en la tecnología propuesta permite una integración perfecta con las técnicas de fabricación de dispositivos semiconductores existentes, facilitando una transición fluida de las tecnologías de memoria actuales a la memoria ferroeléctrica no volátil.
Los investigadores descubrieron que la memoria ferroeléctrica α-In 2 Se 3 exhibe una conmutación resistiva típica, una alta relación de encendido/apagado de más de 10³, una gran ventana de memoria de 13 V, buena retención durante 17 horas y resistencia durante 1200 ciclos.
Los investigadores consideran que este diseño allanará el camino en el que se almacenan y se accede a los datos y abrirá oportunidades para diversas aplicaciones, incluida la inteligencia artificial, la informática de punta y los dispositivos de IoT.