Novo material aumenta em 250 vezes a capacidade de memória do computador

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/01/2004

Novos materiais que permitem ampliar a capacidade atual de memória dos computadores em até 250 vezes foram obtidos em pesquisa realizada no Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica (Liec), formado por pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e Instituto de Química da Universidade Estadual de São Paulo (Unesp), em Araraquara (SP).

Utilizando um método químico simples, os pesquisadores obtiveram um material de altíssima constante dielétrica, feito de titanato de bário e chumbo. A constante obtida tem o valor de 1.800, quase três vezes maior do que outros materiais já conhecidos, as quais giram em torno de 700.

"A alta densidade dielétrica é necessária para manter a densidade de armazenamento de carga dentro dos padrões exigidos para futuras gerações de memória de acesso aleatório dinâmico (DRAM), para ter uma menor velocidade de consumo de energia elétrica. O novo material tem ferroeletricidade e apresenta polarização espontânea que pode ser revertida pela aplicação de um campo elétrico externo", explica o professor Elson Longo, diretor do Centro Muldisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos (CMDMC), um dos centros de excelência (Cepids) criados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), do qual o Liec é associado.

O método de preparo desse novo material é relativamente simples e de baixo custo. "Preparamos um composto de citratos de chumbo, titânio e bário, que é levado a um forno simples com temperatura de até 300º Celsius para retirar o material orgânico. Em seguida, utilizamos um microondas doméstico para orientar a cristalização e obter um filme fino de titanato de bário e chumbo", explica Longo.

São equipamentos de baixo custo usados no processo. Um microondas doméstico custa cerca de R$ 300,00. O novo material representa um avanço sobre os atuais filmes finos de óxido de silício e de nitreto de silício, usados como material dielétrico em capacitores para células de memória de acesso aleatório dinâmico, ou como capacitor em dispositivos de circuito integrado, que apresentam baixa constante dielétrica (=7).

A constante dielétrica obtida no material pesquisado no Liec (= 1.800), é 250 vezes maior. Essa inovação contribui para superar um descompasso existente para o desenvolvimento dos dispositivos microeletrônicos. Como, a cada ano, o tamanho da célula de memória é reduzido mas sua densidade aumenta, torna-se difícil manter a alta densidade de carga elétrica em capacitores utilizando dielétricos convencionais - como óxido de silício e nitreto de silício -, tornando incompatível sua aplicação junto às novas tecnologias de memória de acesso aleatório dinâmico. A substituição dos atuais dielétricos é pesquisada desde o final dos anos 1.980, e surgiram materiais que apresentam alta constante dielétrica bem acima de 100.

Trata-se de uma verdadeira corrida tecnológica. O professor Longo lembra que várias organizações japonesas e norte-americanas, ligadas a indústrias de semicondutores, depositaram nos últimos cinco anos mais de 420 patentes relacionadas com memória de acesso aleatório dinâmico.

O trabalho será publicado na revista Apllied Physics Letter, o mais renomado periódico de Física do mundo.