Engenheiros criam uma nova maneira de armazenar dados - Ciência e Engenharia de Materiais

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quinta-feira, 27 de agosto de 2020

Engenheiros criam uma nova maneira de armazenar dados



Resumo: Os pesquisadores inventaram uma maneira de deslizar camadas atomicamente finas de materiais 2D uma sobre a outra para armazenar mais dados, em menos espaço e usando menos energia.



Um grupo de pesquisa de Stanford criou uma maneira de armazenar dados deslizando camadas atômicas finas de metal uma sobre a outra. Com isso, é possível salvar mais dados em menos espaço do que chips de Silício, além de usar menos energia. A pesquisa liderada por Aaron Lindenberg, professor de ciência e engenharia de materiais em Stanford, seria uma inovação em armazenamento de memória não volátil que os computadores de hoje realizam com tecnologias baseadas em silício.


A inovação é baseada em uma classe de metais recém-descoberta que forma camadas incrivelmente finas, neste caso com apenas três átomos de espessura. Os pesquisadores empilharam essas camadas feitas de um metal conhecido como ditellurida de tungstênio. "A organização das camadas se torna um método para codificar informações", diz Lindenberg, criando algo que armazene dados binários.


Para ler os dados armazenados entre essas camadas variáveis de átomos, os pesquisadores exploram uma propriedade quântica conhecida como curvatura de Berry, que age como um campo magnético para manipular os elétrons no material e ler o arranjo das camadas sem perturbar a pilha.


Jun Xiao, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Lindenberg e primeiro autor do artigo, disse que é preciso pouca energia para mudar as camadas de um lado para o outro. Isso significa que deve usar menos energia para "gravar" um zero ou um no novo dispositivo do que o necessário para as tecnologias de memória não volátil de hoje. Além disso, com base em pesquisas do mesmo grupo publicado na revista Nature, o deslizamento das camadas atômicas pode ocorrer tão rapidamente que o armazenamento de dados pode ser realizado mais de cem vezes mais rápido do que com as tecnologias atuais.


O design do dispositivo protótipo foi baseado em parte em cálculos teóricos. Depois que foi observado resultados experimentais consistentes com as previsões teóricas, foram feitos cálculos adicionais que os levaram a acreditar que refinamentos adicionais em seu design melhorariam muito a capacidade de armazenamento, abrindo caminho para uma nova e distante classe mais poderosa de memória não volátil usando materiais 2D ultrafinos.


A equipe patenteou sua tecnologia enquanto aprimora ainda mais seu protótipo e design de memória. Eles também planejam procurar outros materiais 2D que possam funcionar ainda melhor como meio de armazenamento de dados do que o ditellurida de tungstênio.


Segundo Lindenberg, a conclusão científica “é que pequenos ajustes nessas camadas ultrafinas exercem uma grande influência em suas propriedades. Podemos usar esse conhecimento para projetar dispositivos novos e com eficiência de energia em direção a um futuro sustentável e inteligente.”


Referência:

Andrew Myers. Engineers invent a way to store data without using silicon chipsStanford Engineering – Materials Science and Engineering, 30 de junho de 2020.


Redação: Nathielle Harka - UNILA