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- ELETTRONICA OGGI 431 - OTTOBRE 2013
TECH INSIGHT
MEMORIE
L
e potenzialità applicative del grafene continuano a
stupire perché grazie alla sua struttura stratificata si
semplificano notevolmente i processi di fabbricazione e ciò
consente di realizzare una varietà di dispositivi e compo-
nenti caratterizzati dall’elevata velocità di commutazione e
dal costo relativamente basso nella produzione per volumi.
Uno studio pubblicato all’inizio di quest’anno da alcuni
ricercatori del MIT Department of Physics capitanati da
Jagadeesh Moodera dimostra la possibilità di sfruttare la
stabilità delle molecole di grafene a temperatura ambiente
per immagazzinare l’informazione binaria alle dimensioni
molecolari ossia almeno mille volte inferiori rispetto alle
attuali migliori tecnologie di memorizzazione sul silicio. Le
lamine sottili che formano il grafene sono, infatti, formate da
anelli di molecole di carbonio che possono essere raggrup-
pati in non più di due o tre anelli con circa una decina di
molecole in tutto. Questi gruppetti possono essere accorpati
a una molecola di zinco in modo tale che tutte le molecole di
carbonio mostrino lo stesso medesimo spin fra gli unici due
possibili. In pratica, è possibile creare con un unico proces-
so produttivo a temperatura ambiente un piccolo gruppo di
molecole di carbonio cui imporre lo spin positivo o negativo
avv i c i nando
un materiale
f e r r omagne -
tico che può
così attribuirgli
l’informazione
binaria 1 oppu-
re 0 attraverso
l’unico elettro-
do di comando
costituito dalla
molecola
di
zinco.
Questo approc-
cio risolve in
un sol colpo i limiti delle precedenti sperimentazioni che
imponevano temperature molto basse e la presenza di
almeno due elettrodi oltre a dimensioni molto maggiori per
il gruppo delle molecole di carbonio. Inoltre, il vantaggio
della struttura stratiforme del grafene consente di sovrap-
porre otto gruppetti di anelli per formare parole numeriche
con altrettanti otto simboli binari ovvero celle molecolari di
memoria da 1 Byte.
Per leggere o scrivere su queste celle si sfrutta la magneto-
resistenza delle molecole di zinco che consente di eseguire
cambi di stato ad altissima velocità con una relativa sempli-
cità di comando. Per scrivere basta applicare un piccolissi-
mo campo magnetico allo zinco per produrre un cambio di
spin alle molecole di carbonio a esso collegate. In pratica,
le molecole di carbonio cambiano di conseguenza la loro
conduttività relativa e diventano un po’ più conduttive
per l’1 oppure un po’ più resistive per lo 0 ed è proprio la
minore o maggiore conduttività (o al contrario la maggiore
o minore resistenza) che poi si sfrutta per leggere l’informa-
zione binaria ivi contenuta. I ricercatori del MIT ritengono si
sia fatto un passo avanti notevole nello sviluppo delle tec-
nologie di memoria sul grafene ma avvertono che ci vuole
ancora tempo per poter realizzare prototipi adatti all’indu-
strializzazione per volumi.
Riferimento
Massachusetts Institute of Technology
-
dual-molecules.html
Memorie di grafene molecolare
Lucio Pellizzari
Uno studio del MIT dimostra la possibilità
di realizzare celle di memoria con il
grafene alle dimensioni molecolari
Fig. 2 – Un’unica molecola di zinco funge da elet-
trodo di comando capace di far cambiare spin agli
anelli di carbonio che diventano un po’ più o un
po’ meno conduttivi rappresentando nei due casi
un 1 oppure uno 0
Fig. 1 – La struttura stratiforme del grafene consente di realizzare
celle di memoria molecolari migliaia di volte più piccole rispetto alle
attuali tecnologie
