Nuevo material para una memoria de cambio de fase más eficiente y confiable

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Investigadores de varias universidades de China han desarrollado un nuevo material con propiedades de cambio de fase enfocado a la fabricación de dispositivos de memoria PCM. Empleando una técnica innovadora para formar y cubrir las partículas que albergan los datos proporciona una mayor contención térmica y confiabilidad, dos de las características donde esta memoria necesita mejorar para convertirse en un candidato viable como memoria de clase de almacenamiento.

La investigación en nuevas tecnologías de memoria que puedan sustituir a las utilizadas actualmente en los computadores está evolucionando en caminos muy diversos, y uno de los que está acaparando la atención de la comunidad académica es la memoria de cambio de fase. Esta se basa en materiales capaces de alternar entre una fase cristalina y otra amorfa, manteniéndose uno de estos estados como forma de registrar los unos y ceros del código binario.

En los últimos años se han realizado numerosos avances en la investigación y desarrollo de dispositivos de memoria de cambio de fase, pero hay algunos aspectos que deben mejorar para que esta tecnología pueda convertirse en una memoria de clase de almacenamiento viable para la industria. Entre ellos está el elevado consumo energético y la baja confiabilidad de este tipo de memoria, dos cuestiones relacionadas con las propiedades físicas de los materiales empleados.

En busca de una alternativa a los compuestos utilizados actualmente, un equipo de investigadores pertenecientes a la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, el Yangtze Advanced Memory Industrial Innovation Center y los Laboratorios Hubei Yangtze Memory ha desarrollado un nuevo material que presenta mejores propiedades de gestión térmica y confiabilidad.

En un artículo publicado en la revista Advanced Electronic Materials explican que han diseñado un material de cambio de fase en el que los granos se cortan en lo que denominan “islas de cristal”, a una escala nanométrica, que se interconectan a través de un material térmicamente estable y con una baja conductividad térmica. Este material se encarga de confinar las celdas de memoria, conteniendo la fuga térmica y atómica en tres dimensiones. Esto hace que se pierda mucha menos energía y que la memoria sea mucho más confiable que con otros materiales.

El dispositivo que han diseñado está fabricado con Sb2Te3 enriquecido con oxígeno, en el que el Sb actúa como la fase precipitada y la aleación de SbTe como material de cambio de fase. Empleando un tamaño de orificio de 250 nanómetros han logrado un consumo de energía de unos pocos cientos de femtojulios, comparable al de los nanocables de cambio de fase. Afirman que este diseño proporciona una buena estabilidad térmica, una baja deriva de resistividad y una resistencia de hasta 108 ciclos. Además, el proceso de fabricación es compatible con los utilizados en la industria de semiconductores.

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