Dispositivos de memoria a nanoescala
Nos próximos minutos, iremos ao centro de investigación Nanogune de Donostia. Cada día xorden novas necesidades de almacenamento de información. Nos nosos móbiles, por exemplo, recibimos vídeos, fotos e cancións, e non digamos nada nas memorias USB que levamos no peto. Cada vez recibimos máis información e máis peso. Para dar resposta a estas necesidades, en Nanogune, investigan a través da senda da pequeñez para crear novos dispositivos de memoria: nanodispositivos ou nanotrass de gran memoria.
A primeira ollada, é imposible velas, pero están aí. Trátase de dispositivos de memoria de nanoescala que, por dicir que son moi pequenos, quizá non se entenda, pero podemos achegarnos á comprensión sabendo que nun só milímetro hai un millón de nanómetros un detrás doutro. Nesta sala branca están a realizarse as mostras. O uso dun lugar aséptico e limpo ten a súa razón. Un raio de po ou un gran de pole son mil veces maiores que os aparellos que se están fabricando.
Luís Hueso, CICnanoGUNE: O tamaño dun destes dispositivos pode ser de 10X10 nanómetros de ancho, e en cada nanómetro haberá tres átomos Por tanto, referímonos a unha pequena cantidade de átomos. Este é o campo de xogo da nanotecnoloxía, que debe levar estes dispositivos á fronteira, até o punto de quedar case sen átomos.
Iso é o que tentan aquí, en Nanogune. Unha das liñas de investigación é agora o deseño e construción de novos dispositivos de almacenamento de información, o máis pequenos posible, o máis rápido e eficiente posible.
Luís Hueso, CICnanoGUNE: Todo o mundo ten agora unha cámara móbil de 8 megapíxeles, que saca fotos de 3 megabits, e máis nada que gravar un vídeo. Nun tempo non existían problemas deste tipo, polo que debemos ser capaces de gardar toda a información que xeramos, de forma rápida e económica, para poder dar resposta ás novas necesidades.
Novas preguntas, novas respostas. A tecnoloxía que se está desenvolvendo en Nanogune pode supor a eliminación dun sistema flash, tan popular na actualidade. Os dispositivos USB que temos todos no peto gardan a información de forma eléctrica a partir do transistor. O novo sistema, denominado resistive ram, é moito máis sinxelo que o anterior e, por tanto, require moita maior flexibilidade.
Raúl Zazpe, CICnanoGUNE: A estrutura vertical dos dispositivos é como un sándwich, dous metais e, no centro, illante, neste caso óxido de hafnio. Pódese dicir que o pan son metais e o medio, nocilla ou mortadela, o noso material, con características especiais.
O investigador Raúl Zazpe está a comprobar que a información se pode gardar realmente nestes dispositivos. Para iso asígnaselle un potencial eléctrico e modifícase a resistencia natural do óxido de hafnio no medio do sandwich.
Raúl Zazpe, CICnanoGUNE: O que facemos é, utilizando un alto potencial de escritura, cambiar o estado de resistencia do natural a outro e logo, cuns pulsos de lectura, cos que verificamos o estado de resistencia asociado a ese potencial.
Iñaki Leturia, Fundación Elhuyar: É dicir, estamos a falar de cero e dun.
Raúl Zazpe, CICnanoGUNE: Iso é. Cero, estado orixinal e un, estado producido polo potencial eléctrico.
É dicir, escríbese utilizando o potencial; tamén se le, con potencial, pero máis débil, para non danar a información. E aínda que se quita a corrente, a información segue no dispositivo, polo que a memoria é permanente. Até onde queiramos: si quérese eliminar a información, dáselle o potencial inverso para devolver o material ao seu estado natural.
Luís Hueso, CICnanoGUNE: Tamén é un método eléctrico: ao gardar e soltar as cargas obtemos batas e ceros. Estes dispositivos teñen unha arquitectura inmellorable.
Cabe destacar que estes dispositivos se fabrican con materias primas baratas. Non necesitan elementos como terras raras. Os óxidos de aluminio e titanio son os máis utilizados, as materias son comúns pero, polas súas características, serven para a elaboración de memorias. O deseño simple permite gravar a información até 50 veces máis rápido e con menos enerxía.
Luís Hueso, CIC nanoGUNE Outra vantaxe da arquitectura simple é que non sabemos até onde podemos chegar á hora de reducir o tamaño. Isto é importante, xa que poderiamos incluír máis información nos mesmos chips.
E esa é a clave. A capacidade de almacenamento de datos de USB está preto do alto e, ademais, teñen problemas na velocidade de lectura e escritura. Os discos magnéticos tampouco son totalmente fiables: fallan a miúdo e perden información. Mire, si non, os bancos e gobernos aínda gardan en vellas cintas a información máis importante. O novo sistema resolvería moitos destes problemas.
Luís Hueso, CIC nanoGUNE Mantería a información máis tempo. É o problema que teñen moitos tipos de memoria: grava ceros ou un e quere que estea aí 15 anos despois.
É tan bo que as grandes empresas, como Samsung ou HP, tamén están a traballar con este sistema, por suposto, e pronto poderemos ver os prototipos no mercado. Pero, como se fabrican os aparellos de 20 nanómetros grosos?
Estitxu Villamor, CIC nanoGUNEO que se fai aquí é fabricar estes tipos de sándwich, estas estruturas metal-oxido metal, e faise mediante fotolitografía. Ao final, colócase a resina sobre un substrato de silicio e pásase a luz ultravioleta. Esta luz altera as propiedades da retina e, finalmente, queda a resina e o oco nunhas partes e logo constrúense aí, o metal e o óxido poden depositarse directamente sobre o substrato.
A nanotecnoloxía é o futuro, pero tamén o presente. Os artefactos electrónicos que utilizamos a diario teñen unha gran cantidade de elementos construídos a escala nanométrica, desde móbiles a televisores. E aceptámolas con absoluta normalidade… a maioría de nós, porque tamén ten medo de cousas tan pequenas.
Luís Hueso, CICnanoGUNE: Si, aos nanorobots que se meterán no noso cerebro e a outras cousas polo estilo. No último caso, a electrónica de consumo é nano e hai que entender que nos levou a ser nano, entender como nos venceu e levar ao futuro o desenvolvemento que tivo nos últimos 50 anos.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian
