En un paso hacia un futuro de dispositivos de memoria de mayor rendimiento, los investigadores de la Universidad Nacional Normal de Taiwán y la Universidad de Kyushu han desarrollado un nuevo dispositivo que solo necesita un único semiconductor conocido como perovskita para almacenar y transmitir visualmente datos simultáneamente.
Al integrar una celda electroquímica emisora de luz con una memoria resistiva de acceso aleatorio que se basan en perovskita, el equipo logró una lectura paralela y sincrónica de datos tanto eléctrica como ópticamente en una 'memoria emisora de luz'.
En el nivel más fundamental, los datos digitales se almacenan como una unidad básica de información conocida como bit, que a menudo se representa como un uno o un cero. Por lo tanto, la búsqueda de un mejor almacenamiento de datos se reduce a encontrar formas más eficientespara almacenar y leer estos unos y ceros.
Si bien la memoria flash se ha vuelto extremadamente popular, los investigadores han estado buscando alternativas que podrían mejorar aún más la velocidad y simplificar la fabricación.
Un candidato es la memoria resistiva de acceso aleatorio no volátil, o RRAM. En lugar de almacenar carga en transistores como en la memoria flash, la memoria resistiva usa materiales que pueden cambiar entre estados de alta y baja resistencia para representar unos y ceros.
"Sin embargo, las mediciones eléctricas necesarias para verificar la resistencia y leer ceros y unos de RRAM pueden limitar la velocidad general", explica Chun-Chieh Chang, profesor de la Universidad Nacional Normal de Taiwán y uno de los autores correspondientes del estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza .
"Recientemente, para superar este problema, las RRAM se han combinado con LED para desarrollar algo llamado memorias emisoras de luz. En este caso, los datos también se pueden leer comprobando si el LED está encendido o apagado. Esta lectura óptica adicional tambiénabre nuevas rutas para transportar grandes cantidades de información ".
Sin embargo, las versiones anteriores de memorias emisoras de luz requerían la integración de dos dispositivos separados con diferentes materiales, lo que complicaba la fabricación.
Para superar esto, los investigadores recurrieron a la perovskita, un tipo de material con una estructura cristalina a través del cual los iones pueden migrar para darle propiedades físicas, ópticas e incluso eléctricas únicas. Al controlar la migración de iones, los investigadores de perovskita han estado construyendo nuevosmateriales con propiedades únicas.
"Usando solo una capa de perovskita entre los contactos, podríamos fabricar un dispositivo que funciona como una RRAM y una celda electroquímica emisora de luz", explica Ya-Ju Lee, de la Universidad Nacional Normal de Taiwán, quien también dirigió el estudio ".Aprovechando el movimiento iónico rápido y eléctricamente conmutable que permite esta funcionalidad dual en una sola capa de perovskita, pudimos conectar dos dispositivos juntos y desarrollar una memoria emisora de luz de perovskita totalmente inorgánica ".
Usando perovskita que consiste en bromuro de plomo y cesio CsPbBr 3 , el equipo demostró que los datos se pueden escribir, borrar y leer eléctricamente en uno de los dispositivos de perovskita que actúa como una RRAM.Simultáneamente, el segundo dispositivo de perovskita puede transmitir ópticamente si los datos se escriben o borran a través de la emisión de luz al funcionar como una celda electroquímica emisora de luz con una alta velocidad de transmisión.
Además, los investigadores utilizaron puntos cuánticos de perovskita de dos tamaños diferentes para los dos dispositivos en la memoria emisora de luz para lograr diferentes colores de emisión dependiendo de si la memoria se estaba escribiendo o borrando, proporcionando un indicador en tiempo real de los yceros.
Kaoru Tamada, profesor distinguido del Instituto de Química e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Kyushu que también participó en el proyecto, ve muchas oportunidades para esta nueva tecnología en el futuro.
"Esta demostración amplía significativamente el alcance de las aplicaciones de la memoria emisora de luz de perovskita desarrollada y puede servir como un nuevo paradigma de combinación sinérgica entre los grados de libertad electrónicos y fotónicos en los materiales de perovskita", dice Tamada.
"Desde la red de malla de multidifusión hasta los sistemas de cifrado de datos, estos hallazgos tienen el potencial para numerosas aplicaciones en tecnologías de próxima generación".
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