Memória de computador semelhante a bateria funciona acima de 600 °C

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/12/2024

Estrutura da memória iônica, cujo funcionamento lembra o de uma bateria.
[Imagem: Jingxian Li et al. - 10.1016/j.device.2024.100623]

Memória quente

As memórias de computador logo poderão suportar as temperaturas escaldantes dos reatores de fusão nuclear, dos motores a jato, poços geotérmicos e até mesmo equipar sondas espaciais que deverão visitar planetas escaldantes, como Vênus.

Essa possibilidade acaba de ser criada graças um novo tipo de memória de estado sólida que acaba de ser criada por Jingxian Li e colegas da Universidade de Michigan (EUA) - é uma memória iônica, e não uma memória eletrônica.

Ao contrário das memórias convencionais dos nossos computadores, que são feitas à base de silício, o novo componente pode armazenar e reescrever informações em temperaturas acima de 600 °C - mais quente do que a superfície de Vênus e a temperatura de fusão do chumbo.

"Isso pode viabilizar dispositivos eletrônicos que não existiam antes para aplicações de alta temperatura," disse Li. "Até agora, construímos um dispositivo que armazena um bit, a par de outras demonstrações de memória de computador de alta temperatura. Com mais desenvolvimento e investimento, ele poderia, em teoria, armazenar megabytes ou gigabytes de dados."

Há, porém, um inconveniente em usar essa nova memória em aparelhos que não ficarem em temperaturas extremas o tempo todo: Novas informações só podem ser gravadas no componente em temperaturas acima de 250 °C. Ainda assim, os pesquisadores sugerem que um aquecedor pode resolver o problema para dispositivos que também precisam trabalhar em temperaturas mais baixas de vez em quando.

Além de suportar o calor, a memória pode guardar até 100 bits diferentes - e não apenas 0 ou 1.
[Imagem: Jingxian Li et al. - 10.1016/j.device.2024.100623]

Memória iônica

A memória tolerante ao calor tem seu funcionamento baseado no movimento de íons de oxigênio (átomos de oxigênio com carga negativa), em vez de elétrons. Quando aquecidos acima de 150 °C, os semicondutores convencionais à base de silício começam a conduzir níveis incontroláveis de corrente. Como os eletrônicos são fabricados precisamente para níveis específicos de corrente, altas temperaturas podem apagar informações da memória. Mas os íons de oxigênio não são incomodados pelo calor.

Os íons de oxigênio se movem entre duas camadas na memória - uma do semicondutor óxido de tântalo e outra de tântalo metálico - através de um eletrólito sólido, que age como uma barreira, impedindo que outras cargas se movam entre as camadas. Os íons de oxigênio são guiados por uma série de três eletrodos, que controlam se o oxigênio é atraído para o óxido de tântalo ou empurrado para fora dele.

Dependendo do conteúdo de oxigênio do óxido de tântalo, ele pode funcionar como um isolante ou como um condutor, permitindo que o material alterne entre dois estados de voltagem diferentes, que representam os 0s e 1s digitais.

Todo o processo é semelhante ao modo como uma bateria carrega e descarrega; no entanto, em vez de armazenar energia, esse processo eletroquímico é usado para armazenar informações. Um controle mais fino do gradiente de oxigênio poderia permitir a computação na memória, com mais de 100 estados de resistência, em vez de um binário simples. Essa abordagem poderia ajudar a reduzir a demanda de energia da computação.

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