Plus nous fabriquons d'objets "intelligents, " des montres aux bâtiments entiers, plus ces appareils ont besoin de stocker et de récupérer rapidement d'énormes quantités de données sans consommer trop d'énergie.

Des millions de nouvelles cellules de mémoire pourraient faire partie d'une puce informatique et fournir cette vitesse et ces économies d'énergie, grâce à la découverte d'une fonctionnalité auparavant non observée dans un matériau appelé ditellurure de molybdène.

Le matériau bidimensionnel s'empile en plusieurs couches pour créer une cellule mémoire. Des chercheurs de l'Université Purdue ont conçu cet appareil en collaboration avec le National Institute of Standards and Technology (NIST) et Theiss Research Inc. Leurs travaux apparaissent dans un numéro en ligne avancé de Matériaux naturels .

Les fabricants de puces réclament depuis longtemps de meilleures technologies de mémoire pour permettre un réseau croissant d'appareils intelligents. L'une de ces possibilités de nouvelle génération est la mémoire vive résistive, ou RRAM pour faire court.

En RRAM, un courant électrique est généralement conduit à travers une cellule mémoire composée de matériaux empilés, créant un changement de résistance qui enregistre les données sous forme de 0 et de 1 en mémoire. La séquence de 0 et de 1 parmi les cellules de mémoire identifie des éléments d'information qu'un ordinateur lit pour exécuter une fonction, puis qu'il stocke à nouveau en mémoire.

Un matériau devrait être suffisamment robuste pour stocker et récupérer des données au moins des milliards de fois, mais les matériaux actuellement utilisés sont trop peu fiables. La RRAM n'est donc pas encore disponible pour une utilisation à grande échelle sur les puces informatiques.

Le ditellurure de molybdène pourrait potentiellement durer pendant tous ces cycles.

"Nous n'avons pas encore exploré la fatigue du système avec ce nouveau matériau, mais notre espoir est qu'il soit à la fois plus rapide et plus fiable que d'autres approches en raison du mécanisme de commutation unique que nous avons observé, " Jörg Appenzeller, Barry M. et Patricia L. Epstein professeur de génie électrique et informatique de l'Université Purdue et directeur scientifique de la nanoélectronique au Birck Nanotechnology Center.

Le ditellurure de molybdène permet à un système de basculer plus rapidement entre 0 et 1, augmenter potentiellement le taux de stockage et de récupération des informations. En effet, lorsqu'un champ électrique est appliqué à la cellule, les atomes sont déplacés d'une infime distance, résultant en un état de haute résistance, noté 0, ou un état de faible résistance, noté 1, ce qui peut se produire beaucoup plus rapidement que la commutation dans les périphériques RRAM conventionnels.

"Parce que moins de puissance est nécessaire pour que ces états résistifs changent, une batterie peut durer plus longtemps, " a dit Appenzeller.

Dans une puce informatique, chaque cellule mémoire serait située à l'intersection des fils, formant une matrice mémoire appelée RRAM à points croisés.

Le laboratoire d'Appenzeller veut explorer la construction d'une cellule de mémoire empilée qui incorpore également les autres composants principaux d'une puce informatique :« la logique, " qui traite les données, et "les interconnexions, " des fils qui transfèrent des signaux électriques, en utilisant une bibliothèque de nouveaux matériaux électroniques fabriqués au NIST.

"La logique et les interconnexions épuisent également la batterie, donc l'avantage d'une architecture entièrement bidimensionnelle est plus de fonctionnalité dans un petit espace et une meilleure communication entre la mémoire et la logique, " a dit Appenzeller.

Deux demandes de brevet américain ont été déposées pour cette technologie par l'intermédiaire du Purdue Office of Technology Commercialization.