Grafene e molibdenite uniscono le forze per dare vita a una memoria flash flessibile, più veloce ed efficiente. A muovere i primi passi in questa direzione sono stati i ricercatori del Politecnico Federale di Losanna, i quali hanno preso uno dei materiali più studiati in questi anni, il grafene, e la molibdenite. Quest'ultima è oggetto d'indagini per via di alcune caratteristiche, come il fatto che abbia struttura, una bandgap e un'elevata mobilità della carica.
Gli studiosi dell'ateneo svizzero lavorano da diverso tempo sulla molibdenite, e ve ne abbiamo parlato in due precedenti notizie che potete leggere qui e qui. Da allora il lavoro dei ricercatori è proseguito e la novità è che sono riusciti a creare transistor fatti di molibdenite e grafene. Lo studio è stato pubblicato su ACS Nano con il titolo "Nonvolatile Memory Cells Based on MoS2/Graphene Heterostructures".
"Combinare questi due materiali ci ha consentito di fare grandi progressi nella miniaturizzazione e inoltre usando questi transistor possiamo realizzare dispositivi nanoelettrici flessibili", ha dichiarato Andras Kis, autore dello studio. Il prototipo di memoria flash è stato realizzato attorno alla geometria "field effect" (effetto campo) che stabilisce le basi di transistor a effetto di campo (FET) usati nell'elettronica CMOS (complementary metal-oxide semiconductor).
All'interno del transistor la molibdenite costituisce il canale, andando a rimpiazzare il silicio. Per via della bandgap diretta, questo materiale è in grado di commutare più velocemente e questo consente cicli di programmazione/cancellazione con bassi consumi energetici. Il grafene agisce sia come elettrodo sia come floating gate, mantenendo la carica. Anche in questo caso l'ottima conduttività del grafene consente una commutazione più rapida e minori consumi.
Cicli programmazione/cancellazione
L'aspetto più importante però di questa memoria "ibrida" è che il rapporto programmazione/cancellazione supera il valore di 10 alla quarta, cioè è molto facile leggere e scrivere i dati, e questo apre la possibilità per stipare dati su più livelli, cioè archiviare molteplici bit in differenti floating gate all'interno della stessa cella.
Secondo i ricercatori, grafene e molibdenite sono perfetti per la produzione di elettronica sottile e flessibile. Inoltre hanno le caratteristiche per consentire di realizzare chip più efficienti, il che potrebbe essere un vantaggio per realizzare elettronica indossabile e trasportabile. Chiaramente si tratta di discorsi solamente sulla carta: gli studiosi del Politecnico Federale di Losanna sono nelle prime fasi di studio di questi materiale, e sono ben lontani da qualsiasi applicazione pratica.