Diseño de materiales para una memoria de cambio de fase de bajo consumo

La memoria de cambio de fase (PCM) es una de las tecnologías más prometedoras para fabricar discos de almacenamiento de alta capacidad y rendimiento en el futuro, y los investigadores en este campo también ven enormes posibilidades en el campo de los dispositivos conectados, donde una de las principales características de la memoria y otros chips debe ser un bajo consumo de energía.

Esto ha llevado a un nutrido grupo de científicos e ingenieros de la Universidad Tohoku de Japón a realizar una investigación sobre los materiales empleados en este tipo de memoria. En el artículo que han publicado en la revista Materials & Design, explican que su objetivo era reducir el consumo de energía generado en los procesos de escritura en memoras de cambio de fase, y descubrieron que en esto es fundamental el tipo de material empleado para fabricarla.

Actualmente, muchos proyectos sobre este tipo de memoria se basan en compuestos de Ge-Sb-Te, pero los diseños que se están empleado no permiten fabricar una memoria de cambio de fase de bajo consumo energético, que pueda ser utilizada tanto como memoria de clase de almacenamiento (SCM) como en otras aplicaciones que requieran un control muy preciso del gasto energético. Explican que han realizado una investigación bayesiana de las propiedades físicas de los materiales de memoria de cambio de fase a través de simulaciones matemáticas, con el fin de resolver a la vez el potencial eléctrico y la distribución de la temperatura.

Fruto de este trabajo han descubierto que una memoria de cambio de fase con baja conductividad térmica, baja temperatura de fusión y baja relación de resistencia de contacto y resistencia volumétrica permite operaciones con un consumo energético muy inferior a otros materiales PCM. Para obtener materiales con estas características han ideado una estrategia de diseño en la que los materiales PCM deben desarrollarse reduciendo la energía de operación.

Esto ha aportado claridad sobre la relación que existe entre las propiedades térmicas y eléctricas de estos sustratos, y cómo se pueden equilibrar para reducir el consumo de energía en las operaciones de escritura, algo que no se había descubierto en trabajos anteriores sobre memoria de cambio de fase. Y aseguran que con su estrategia de diseño se podrán fabricar compuestos PCM con un consumo operativo hasta 100 v veces inferior al que se genera con memorias PCM basadas en los compuestos de Ge-Sb-Te utilizados hasta ahora por la comunidad científica.

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