Investigadores de las universidades de Glasgow y Rovira i Virgili informan en la revista Nature cómo diseñar y fabricar dispositivos de memoria basados en moléculas de óxido y metal: los polioxometalatos. La nueva técnica permite reducir el tamaño de las celdas de datos y aumentar el almacenamiento de información, y se podría implementar en memorias flash a escala nanométrica.
La denominada memoria flash es una forma de almacenamiento electrónico de datos que se utiliza en dispositivos como los teléfonos inteligentes y tarjetas de memoria, pero se está llegando a los límites de la cantidad de datos que se pueden 'comprimir' en los chips convencionales.
Ahora un nuevo enfoque presentado en la revista Nature por científicos de la Universidad de Glasgow (Reino Unido) y la Universidad Rovira i Virgili (URV) basado en moléculas puede reducir el tamaño mínimo de las celdas de datos y podría implementarse en dispositivos con memorias flash a escala nanométrica.
La utilización de moléculas individuales para reemplazar los componentes de almacenamiento de datos convencionales en la memoria flash para reducir el tamaño de los dispositivos de memoria no es nueva. Sin embargo, ha habido una serie de barreras prácticas cómo serían la baja estabilidad térmica y la alta resistencia, que han limitado la integración de componentes de memoria moleculares en tecnologías preexistentes.
Los investigadores han diseñado, sintetizado y caracterizado electrónicamente las moléculas que potencialmente podrían ser utilizadas como nodos de almacenamiento para la memoria flash. El catedrático Josep Maria Poblet de la URV ha contribuido a la parte teórica de la investigación.
Las moléculas son clusters de metal y óxido denominadas polioxometalatos que son compatibles con la tecnología actual de fabricación de dispositivos y proporcionan el equilibrio adecuado de estabilidad estructural y actividad electrónica, y cuya funcionalidad electrónica es moldeable. Por lo tanto, las moléculas de polioxometalato parecen tener potencial para aplicaciones en la memoria flash de base molecular.
Además de poder escribir en poco espacio, los materiales inorgánicos utilizados son de bajo coste, son muy resistentes y aguantan temperaturas de 600 grados. La nueva forma de preparar dispositivos también permite adaptar sus propiedades durante el proceso.
Almacenamiento más seguro
Los compuestos moleculares –como estas agrupaciones de polioxometalatos– se usan habitualmente en reacciones de catálisis y ahora se ha visto que se pueden utilizar también para almacenar información. En concreto, el compuesto empleado en los experimentos es un polioxometalato de tungsteno con selenio en su interior.
Los científicos observaron que se podía oxidar y reducir –escribir y leer– muchas veces a nivel molecular y, por tanto, se supone que es una molécula muy interesante para la creación de dispositivos de almacenamiento de datos.
Con este estudio se ha identificado por primera vez un nuevo estado de oxidación en el átomo de selenio. En el dispositivo, este el proceso de oxireducción del selenio sólo se puede observar una vez y permite ser empleado como write-once-erase, escritura-borrado. El hallazgo permite avanzar hacia una nueva forma de almacenamiento segura en el que el contenido sólo puede ser leído una vez por el propio destinatario, puesto que se borraría al instante.
Además de Josep Maria Poblet, en esta investigación ha participado Laia Vilà-Nadal, doctorada en Química por la URV que actualmente trabaja en la Universidad de Glasgow con el grupo de Leroy Cronin, quien ha liderado este trabajo.
Referencia bibliográfica:
Christoph Busche, Laia Vilà-Nadal, Jun Yan, Haralampos N. Miras, De-Liang Long, Vihar P. Georgiev, Asen Asenov, Rasmus H. Pedersen, Nikolaj Gadegaard, Muhammad M. Mirza, Douglas J. Paul, Josep M. Poblet y Leroy Cronin . “Design and fabrication of memory devices based on nanoscale polyoxometalate clusters”. Nature, 20 de noviembre de 2014.
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