Dispositius de memòria a nanoescala
En els pròxims minuts, anirem al centre de recerca Nanogune de Donostia. Cada dia sorgeixen noves necessitats d'emmagatzematge d'informació. En els nostres mòbils, per exemple, rebem vídeos, fotos i cançons, i no diguem res en les memòries USB que portem en la butxaca. Cada vegada rebem més informació i més pes. Per a donar resposta a aquestes necessitats, en Nanogune, investiguen a través de la senda de la petitesa per a crear nous dispositius de memòria: nanodispositivos o nanotrass de gran memòria.
A simple vista, és impossible veure-les, però són aquí. Es tracta de dispositius de memòria de nanoescala que, per dir que són molt petits, potser no s'entén, però podem acostar-nos a la comprensió sabent que en un sol mil·límetre hi ha un milió de nanòmetres un darrere d'un altre. En aquesta sala blanca s'estan realitzant les mostres. L'ús d'un lloc asèptic i net té la seva raó. Un raig de pols o un gra de pol·len són mil vegades majors que els aparells que s'estan fabricant.
Luis Hueso, CICnanoGUNE: La grandària d'un d'aquests dispositius pot ser de 10X10 nanòmetres d'ample, i en cada nanòmetre hi haurà tres àtoms Per tant, ens referim a una petita quantitat d'àtoms. Aquest és el camp de joc de la nanotecnologia, que ha de portar aquests dispositius a la frontera, fins al punt de quedar-se gairebé sense àtoms.
Això és el que intenten aquí, en Nanogune. Una de les línies de recerca és ara el disseny i construcció de nous dispositius d'emmagatzematge d'informació, el més petits possible, el més ràpid i eficient possible.
Luis Hueso, CICnanoGUNE: Tothom té ara una cambra mòbil de 8 megapíxels, que treu fotos de 3 megabits, i res més a gravar un vídeo. En un temps no existien problemes d'aquest tipus, per la qual cosa hem de ser capaços de guardar tota la informació que generem, de manera ràpida i econòmica, per a poder donar resposta a les noves necessitats.
Noves preguntes, noves respostes. La tecnologia que s'està desenvolupant en Nanogune pot suposar l'eliminació d'un sistema flaix, tan popular en l'actualitat. Els dispositius USB que tenim tots en la butxaca guarden la informació de manera elèctrica a partir del transistor. El nou sistema, denominat resistive ram, és molt més senzill que l'anterior i, per tant, requereix molta major flexibilitat.
Raúl Zazpe, CICnanoGUNE: L'estructura vertical dels dispositius és com un sandvitx, dos metalls i, en el centre, aïllant, en aquest cas òxid d'hafni. Es pot dir que el pa són metalls i el mitjà, nocilla o mortadel·la, el nostre material, amb característiques especials.
L'investigador Raúl Zazpe està comprovant que la informació es pot guardar realment en aquests dispositius. Per a això se li assigna un potencial elèctric i es modifica la resistència natural de l'òxid d'hafni en el mitjà del sandvitx.
Raúl Zazpe, CICnanoGUNE: El que fem és, utilitzant un alt potencial d'escriptura, canviar l'estat de resistència del natural a un altre i després, amb uns polsos de lectura, amb els quals verifiquem l'estat de resistència associat a aquest potencial.
Iñaki Leturia, Fundació Elhuyar: És a dir, estem parlant de zero i d'un.
Raúl Zazpe, CICnanoGUNE: Això és. Zero, estat original i un, estat produït pel potencial elèctric.
És a dir, s'escriu utilitzant el potencial; també es llegeix, amb potencial, però més feble, per a no danyar la informació. I encara que es lleva el corrent, la informació segueix en el dispositiu, per la qual cosa la memòria és permanent. Fins on vulguem: si es vol eliminar la informació, se li dona el potencial invers per a retornar el material al seu estat natural.
Luis Hueso, CICnanoGUNE: També és un mètode elèctric: en guardar i deixar anar les càrregues obtenim bates i zeros. Aquests dispositius tenen una arquitectura immillorable.
Cal destacar que aquests dispositius es fabriquen amb matèries primeres barates. No necessiten elements com a terres rares. Els òxids d'alumini i titani són els més utilitzats, les matèries són comunes però, per les seves característiques, serveixen per a l'elaboració de memòries. El disseny simple permet gravar la informació fins a 50 vegades més ràpid i amb menys energia.
Luis Hueso, CIC nanoGUNE Un altre avantatge de l'arquitectura simple és que no sabem fins a on podem arribar a l'hora de reduir la grandària. Això és important, ja que podríem incloure més informació en els mateixos xips.
I aquesta és la clau. La capacitat d'emmagatzematge de dades d'USB està prop de l'alt i, a més, tenen problemes en la velocitat de lectura i escriptura. Els discos magnètics tampoc són totalment fiables: fallen sovint i perden informació. Miri, si no, els bancs i governs encara guarden en velles cintes la informació més important. El nou sistema resoldria molts d'aquests problemes.
Luis Hueso, CIC nanoGUNE Mantindria la informació més temps. És el problema que tenen molts tipus de memòria: grava zeros o un i vol que sigui aquí 15 anys després.
És tan bo que les grans empreses, com Samsung o HP, també estan treballant amb aquest sistema, per descomptat, i aviat podrem veure els prototips en el mercat. Però, com es fabriquen els aparells de 20 nanòmetres gruixuts?
Estitxu Villamor, CIC nanoGUNEEl que es fa aquí és fabricar aquests tipus de sandvitx, aquestes estructures metall-oxido metall, i es fa mitjançant fotolitografia. Al final, es col·loca la resina sobre un substrat de silici i es passa la llum ultraviolada. Aquesta llum altera les propietats de la retina i, finalment, queda la resina i el buit en unes parts i després es construeixen aquí, el metall i l'òxid poden dipositar-se directament sobre el substrat.
La nanotecnologia és el futur, però també el present. Els artefactes electrònics que utilitzem diàriament tenen una gran quantitat d'elements construïts a escala nanomètrica, des de mòbils a televisors. I les acceptem amb absoluta normalitat… la majoria de nosaltres, perquè també té por de coses tan petites.
Luis Hueso, CICnanoGUNE: Sí, als nanorobots que es ficaran en el nostre cervell i a altres coses per l'estil. En l'últim cas, l'electrònica de consum és nano i cal entendre què ens ha portat a ser nano, entendre com ens ha vençut i portar al futur el desenvolupament que ha tingut en els últims 50 anys.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian
