Una nueva memoria de grafeno puede revolucionar la informática

Los investigadores creen que este componente permitirá fabricar en el futuro ordenadores más baratos y capaces

El concepto de memristor fue propuesto por primera vez en 1971, pero fue hace apenas dos años cuando Hewlett-Packard construyó el primer dispositivo útil y funcional capaz de almacenar datos, basado en esta promisoria tecnología. HP planea comercializar la tecnología en tres años con un diseño que se compone (explicado de manera elemental) de dos conjuntos de cables paralelos dispuestos perpendicularmente entre sí, con una capa de dióxido de titanio intercalado entre ellos. Cada intersección de cables que forma una cruz es un memristor. Ahora, investigadores surcoreanos han anunciado que han logrado construir una memoria no-volátil basada en memristores utilizando, en lugar del dióxido de titanio, delgadas películas de óxido de grafeno. Estas memorias se consideran ideales para la electrónica portátil del futuro.

HP anunció la venta de sus memristores a partir de 2013
Los memristores son la promesa de hacer realidad la elaboración de un nuevo tipo de memoria. Estos dispositivos pueden brindar un soporte de almacenamiento de información más denso, barato y de bajo consumo energético. Además, permiten ser construidos con películas de óxido de metal fino. La fabricación de dispositivos basados en óxido de grafeno permite abaratar costos y obtener métodos de fabricación más sencillos. Uno de estos sería la posibilidad de imprimir, en este caso las memorias, en láminas de plástico que puedan ser almacenadas en rollos y utilizadas en etiquetas RFID, por mencionar un ejemplo sencillo.
"Creemos que el óxido de grafeno puede ser el elemento apropiado para el desarrollo de las memorias de próxima generación", afirma Choi Sung-Yool, quien dirige la investigación de estos dispositivos flexibles en el Instituto de Investigación de Electrónica y Telecomunicaciones en Daejeon, Corea del Sur. Choi y sus colegas han publicado los avances de sus trabajos en la revista Nano Letters.
En palabras sencillas, el memristor cambia su resistencia dependiendo de la dirección y la cantidad de tensión aplicada. Y cada una de las “resistencias” que lo componen posee un efecto de “memoria” cuando la tensión de alimentación es retirada. Durante la construcción se depositan diminutos alambres de aluminio de 50 micrómetros de ancho sobre una hoja de 6,5 centímetros cuadrados de plástico y luego se pasa al proceso de colocar una solución en suspensión de partículas de óxido de grafeno sobre la superficie. Esto forma una fina capa de óxido en forma de escamas superpuestas sobre las que los investigadores depositan una matriz superior de alambre de aluminio. Este método permite obtener bloques de 25 memristores, cada 50 micras de ancho.

El grafeno es el material de la electrónica del futuro

Por ahora, los dispositivos de óxido de grafeno son 1.000 veces superiores en tamaño respecto a los memristores de HP, pero su concepción no está destinada a una utilización como memoria ultra-densa. Las palabras claves a comprender en este método de fabricación son: baratas y flexibles. Choi y sus colegas creen que los dispositivos pueden alternar su funcionamiento entre dos estados resistivos, gracias a que los filamentos conductores se forman cuando se realiza la transferencia de oxígeno entre el óxido de grafeno y los electrodos de aluminio. Al aplicar en forma inversa el voltaje de polarización, los filamentos se rompen, obteniéndose el cambio de estado (On – Off).
Por su parte, la vida útil de este tipo de sistemas basados en óxido de grafeno está prevista en unos 100 mil ciclos de “cambios de estado”, es decir, un rendimiento similar a una típica memoria flash, aunque se espera que estas cifras puedan elevarse a 1 millón de ciclos.
Hasta el momento, el equipo de investigación ha ensayado la capacidad de los memristores para almacenar un estado definido durante un período de 27 horas, aunque los primeros dispositivos construidos en septiembre pasado todavía conservan el mismo estado de almacenamiento de información. Además, los dispositivos no han demostrado degradación luego de ser sometidos a más de mil ensayos de flexión. De este modo, los nuevos memristores basados en óxido de grafeno demuestran que son capaces de ofrecer características excelentes para el desarrollo de memorias no volátiles. “Ahora el desafío pasa al plano de la miniaturización, y sobre eso sabemos que sólo es cuestión de tiempo”, agregaron los investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST).