Memórias emissoras de luz armazenam e transmitem dados em alta velocidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/08/2021

A memória emissora de luz totalmente feita de perovskita comuta ativamente sob aplicação de pulsos de 6V.
[Imagem: Kyushu University/Ya-Ju Lee]

Perovskitas

Em um passo importante em direção a componentes eletrônicos de memória de alto desempenho, pesquisadores desenvolveram um novo dispositivo que precisa apenas de um único semicondutor para armazenar e transmitir dados - simultaneamente.

O feito é mais uma vitória na ainda curta carreira de um dos materiais mais promissores da eletrônica: As perovskitas.

Já usadas para fabricar algumas das células solares mais eficientes do mundo - em escala de laboratório - as perovskitas são uma classe de materiais semicondutores que apresentam a mesma estrutura cristalina da perovskita original, um óxido de cálcio e titânio (CaTiO₃) descoberto na Rússia em 1839 e batizado em homenagem ao mineralogista russo Lev Perovski (1792-1856).

Uma equipe do Japão e de Taiwan conseguiu agora integrar uma célula eletroquímica emissora de luz - um LED de perovskita - com uma memória de acesso aleatório (RAM) fabricada com o mesmo semicondutor.

Mais do que isso, a equipe conseguiu fazer leituras paralelas e síncronas de dados nesse componente híbrido, usando tanto eletricidade quanto luz - em outras palavras, além de uma memória eletrônica convencional, o componente é uma memória emissora de luz.

Memórias emissoras de luz

A parte óptica da memória permite transmitir dados em altíssima velocidade.
[Imagem: Meng-Cheng Yen et al. - 10.1038/s41467-021-24762-w]

As memórias de acesso aleatório resistivas (RRAM) estão entre as estrelas das memórias que não perdem dados na falta de energia.

Embora a memória flash tenha se tornado extremamente popular, as RRAMs podem ser mais rápidas e mais baratas. Em vez de armazenar cargas elétricas em transistores, como na memória flash, a memória resistiva usa materiais que podem alternar entre os estados de alta e baixa resistência para representar uns e zeros.

"No entanto, as medições elétricas necessárias para verificar a resistência e ler zeros e uns da RRAM podem limitar a velocidade geral," explica o professor Chun-Chieh Chang, da Universidade Nacional de Taiwan. "Recentemente, para superar esse problema, RRAMs foram combinadas com LEDs para desenvolver algo chamado de memórias emissoras de luz. Nesse caso, os dados também podem ser lidos verificando se o LED está ligado ou desligado. Esta leitura óptica adicional também abre novas rotas para transportar grandes quantidades de informações. "

A novidade do trabalho da equipe está na simplificação, usando o mesmo semicondutor perovskita (CsPbBr₃) para fabricar tanto o componente eletrônico (célula de memória) quanto o componente óptico (LED), algo que até agora exigia a integração de dois componentes fabricados com materiais diferentes, o que complica a fabricação e reduz a eficiência.

Além disso, usando pontos quânticos de perovskita de dois tamanhos diferentes para os dois componentes da memória emissora de luz, a equipe conseguiu obter cores diferentes, dependendo se a memória está sendo escrita ou apagada, fornecendo um indicador em tempo real de uns e zeros.

As perovskitas também estão entre os materiais mais promissores para uma lógica multibits que imita a computação do cérebro.

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