Um material com duas funções pode levar a uma memória mais rápida

Ao integrar uma célula eletroquímica de emissão de luz com uma memória de acesso aleatório resistiva que é baseada em perovskita, a equipe conseguiu uma leitura paralela e síncrona de dados elétrica e óptica em uma 'memória de emissão de luz.'

No nível mais fundamental, os dados digitais são armazenados como uma unidade básica de informação conhecida como bit, que geralmente é representada como um ou zero. Assim, a busca por um melhor armazenamento de dados se resume a encontrar maneiras mais eficientes de armazenar e ler esses uns e zeros.

Embora a memória flash tenha se tornado extremamente popular, os pesquisadores têm buscado alternativas que possam melhorar ainda mais a velocidade e simplificar a fabricação.

Um candidato é a memória de acesso aleatório resistiva não volátil ou RRAM. Em vez de armazenar carga em transistores como na memória flash, a memória resistiva usa materiais que podem alternar entre os estados de alta e baixa resistência para representar uns e zeros.

No entanto, as medições elétricas necessárias para verificar a resistência e ler zeros e uns do RRAM podem limitar a velocidade geral.

Recentemente, para superar esse problema, os RRAMs foram combinados com LEDs para desenvolver algo chamado de memórias emissoras de luz. Neste caso, os dados também podem ser lidos verificando se o LED está aceso ou apagado. Essa leitura ótica adicional também abre novos caminhos para transportar grandes quantidades de informações.

No entanto, as versões anteriores de memórias emissoras de luz exigiam a integração de dois dispositivos separados com materiais diferentes, complicando a fabricação.

Para superar isso, os pesquisadores se voltaram para a perovskita, um tipo de material com estrutura cristalina por meio da qual os íons podem migrar para lhe conferir propriedades físicas, ópticas e até elétricas únicas. Ao controlar a migração de íons, os pesquisadores da perovskita vêm construindo novos materiais com propriedades únicas.

Usando perovskita consistindo em brometo de césio e chumbo (CsPbBr₃), a equipe demonstrou que os dados podem ser gravados eletricamente, apagados e lidos em um dos dispositivos de perovskita que atua como um RRAM. Simultaneamente, o segundo dispositivo perovskita pode transmitir opticamente se os dados estão sendo gravados ou apagados através da emissão de luz, trabalhando como uma célula eletroquímica emissora de luz com uma alta velocidade de transmissão.

Além disso, os pesquisadores usaram pontos quânticos de perovskita de dois tamanhos diferentes para os dois dispositivos na memória emissora de luz para obter cores de emissão diferentes, dependendo se a memória estava sendo escrita ou apagada, fornecendo um indicador em tempo real de uns e zeros.

Esta demonstração amplia significativamente o escopo de aplicações da memória emissora de luz totalmente perovskita desenvolvida e pode servir como um novo paradigma de combinação sinérgica entre graus de liberdade eletrônicos e fotônicos em perovskita materiais.

De redes em malha multicast a sistemas de criptografia de dados, essas descobertas têm potencial para inúmeras aplicações em tecnologias de próxima geração.