Mejorado la memoria de cambio de fase con nuevos materiales y arquitecturas

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Los semiconductores de tercera generación aportan grandes ventajas a la industria tecnológica y abren nuevos caminos hacia tecnologías más rápidas y eficientes, como la memoria de cambio de fase. Científicos japoneses han estudiado a fondo esta tecnología, demostrando que se pueden mejorar las prestaciones de los chips basados en compuestos de calcogenuro, acelerando el cambio de estado de la memoria para aportar más rendimiento.

La memoria de cambio de fase (PCM) supone un gran avance en el campo de la memoria no volátil, tanto para el almacenamiento de datos como para la memoria de trabajo en los computadores más rápidos. Su tecnología ha ido evolucionando con la llegada de nuevos materiales, pasando de compuestos tradicionales como Ge2Sb2Te5 a los más modernos, basados en calcogenuro, como Cr2Ge2Te6 dopado con nitrógeno, que han logrado reducir el cambio de resistividad en la transición de la fase amorfa a cristalina.

Según las investigaciones más recientes, se ha hallado que el contraste de resistividad de contacto en presencia de electrodos metálicos juega un papel clave en los cambios de estado. Pero los procesos no se conocían lo suficiente, y un equipo de investigadores japoneses de la Universidad de Tohuku, de la Universidad de Keio y del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada, en Japón, han profundizado en el estudio de estas tecnologías para ayudar a mejorarla en el futuro, aprovechando las características de estos materiales de nueva generación.

En un trabajo publicado en la revista Applied Surface Science, sus autores explican que se ha encontrado una diferencia clara en la estructura local alrededor de los átomos de películas NCrGT amorfas y cristalinas, utilizando espectroscopía de borde cercano de absorción de rayos X (XANES). Afirman haber encontrado que los enlaces Cr-N y Ge-N y los modos de vibración molecular de N2 estaban presentes en una película amorfa de NCrGT, mientas que los átomos de nitrógeno estaban presentes en las mismas ubicaciones en la fase cristalina del compuesto.

Posteriormente, han hallado que en la fase amorfa están presentes nanoclústeres de cromo, cuya concentración va disminuyendo a medida que se lleva a cabo la cristalización, lo que implicaba un aumento de la resistividad. Finalmente, en su última investigación han logrado demostrar que el dopaje de nitrógeno inhibe la formación de nanoclústeres de cromo en la fase amorfa de NCrGT, reduciendo además el tamaño de los que se manifiestan y haciendo que este sea constante, lo que asegura el constraste de resistencia que hace posible la diferenciación entre las dos fases del material. Afirman que esto permitirá comprender mejor el papel de los elementos dopantes (en este caso nitrógeno), para mejorar los futuros desarrollos de memoria de cambio de fase basada en compuestos de calcogenuro.

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