Les oxydes de métaux de transition (TMO) sont largement étudiés, matériaux technologiquement importants, en raison de leurs interactions électroniques complexes, résultant en une grande variété de phénomènes collectifs. Les effets de mémoire dans les TMO ont suscité un grand intérêt, étant à la fois d'un intérêt scientifique fondamental et d'une importance technologique.

Dr Amos Sharoni du Département de physique de l'Université Bar-Ilan, et Institut des nanotechnologies et des matériaux avancés (BINA), a maintenant découvert un nouveau type d'effet mémoire, sans rapport avec les effets de mémoire précédemment rapportés.

Dr Sharoni, avec son élève Naor Vardi, et soutenu par la modélisation théorique de Yonatan Dubi de l'Université Ben Gourion dans le Néguev, a utilisé une conception expérimentale simple pour étudier les changements dans les propriétés de deux TMO, VO2 et NdNiO3, qui subissent une transition de phase métal-isolant. leurs résultats, vient de paraître dans la revue Matériaux avancés , non seulement démontrer un nouveau phénomène mais, surtout, fournissent également une explication de son origine.

Mémoire d'inversion de rampe

Les transitions métal-isolant sont des transitions d'un métal (matériau avec une bonne conductivité électrique des charges électriques) à un isolant (matériau où la conductivité des charges est rapidement supprimée). Ces transitions peuvent être obtenues par une petite variation de paramètres externes tels que la pression ou la température.

Dans l'expérience de Sharoni, lorsqu'ils sont chauffés, les TMO étudiés passent d'un état à un autre, et leurs propriétés subissent un changement, en commençant dans une petite zone où des "îles" se développent puis grandissent, et vice-versa lors du refroidissement, similaire à la coexistence de la glace et de l'eau lors de la fonte. Sharoni a refroidi ses échantillons pendant la transition, puis examiné ce qui s'est passé lorsqu'ils ont été réchauffés. Il a découvert que lorsque l'oxyde métallique réchauffé atteignait le point de température auquel le refroidissement s'était produit, C'est, dans l'état de coexistence de phases - une augmentation de la résistance a été mesurée. Et cette augmentation de la résistance a été observée à chaque point différent auquel le refroidissement a été initié. Ce phénomène jusque-là inconnu et surprenant démontre la création d'une « mémoire ».

Sharoni explique :« Lorsque la rampe de température est inversée, et l'échantillon est refroidi plutôt que chauffé, le changement de direction crée une "cicatrice" partout où il y a une limite de phase entre les îlots conducteurs et isolants. La séquence d'inversion de rampe « crypte » dans le TMO une « mémoire » de la température d'inversion, qui se manifeste par une résistance accrue". il est possible de créer et de stocker plus d'une "mémoire" dans le même espace physique.

Sharoni compare la création d'une "cicatrice" au mouvement des vagues sur le rivage. Une vague se précipite sur la plage et, en s'éloignant, elle laisse un petit monticule de sable au point le plus éloigné qu'elle a atteint. Lorsque la vague revient, elle ralentit et freine lorsqu'elle atteint le monticule obstacle sur son chemin. Cependant, si une forte vague suit, il se précipite sur le monticule et le détruit. De la même manière, Sharoni a découvert qu'un chauffage supplémentaire du TMO lui permet de terminer la transition et de franchir les limites marquées, « guérir » les cicatrices et effacer immédiatement la mémoire. En revanche le refroidissement ne les efface pas.

Technologie et sécurité

Les résultats des travaux de Sharoni auront un impact important sur des recherches supplémentaires, à la fois expérimentale et théorique, et la simplicité de la conception expérimentale permettra à d'autres groupes étudiant des systèmes pertinents d'effectuer facilement des mesures similaires.

La nature multi-états de l'effet mémoire, où plusieurs informations peuvent coexister dans le même espace, pourrait être exploité pour la technologie de la mémoire. Et bien que les données informatiques supprimées ne soient pas sécurisées et puissent être récupérées, au moins partiellement, par des hackers talentueux, la propriété « effacement à la lecture » ​​de ce système pourrait apporter une contribution inestimable aux technologies de sécurité.