quarta-feira, maio 01, 2013

Memória de computador pode funcionar como bateria

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/04/2013
Memória não-volátil funciona como bateria
Configuração de uma célula de memória resistiva: uma tensão elétrica é criada entre os dois eletrodos, de modo que as células de memória podem ser consideradas como pequenas baterias. [Imagem: Jülich Aachen Research Alliance (JARA)]

ReRAM
As memórias resistivas (ReRAM) são promissoras porque são não-voláteis, ou seja, não perdem dados na falta de energia.
Mas que tal se, além de não consumirem energia, as memórias guardarem energia para quando precisarem, ou mesmo para outros usos?
Pesquisadores alemães descobriram que as memórias resistivas não são simplesmente componentes passivos, podendo funcionar como minúsculas baterias.
O grupo já demonstrou que essa energia acumulada pode ser usada para aumentar a velocidade de leitura das memórias.
Íons em lugar de elétrons
As memórias convencionais funcionam com base em elétrons, que são movidos para dentro ou para fora das células individuais de memória.
O problema é que os elétrons são muito pequenos, exigindo isolantes relativamente grossos para não escaparem.
Além de atrapalhar a miniaturização e limitar a densidade de armazenamento, isso exige grandes quantidades de energia para vencer a barreira de isolamento quando é necessário usar a memória.
É por isso que muitos pesquisadores estão tentando desenvolver componentes nanoeletrônicos usando íons, ou seja, átomos carregados eletricamente, que são muito maiores e mais pesados do que os elétrons.
Deste modo, as células de armazenamento individuais podem ser reduzidas virtualmente a dimensões atômicas, aumentando enormemente a densidade de armazenamento.
Memória com energia
Ilia Valov e seus colegas das universidades Julich e Aachen descobriram que, no interior das células das memórias ReRAM, os íons se comportam de forma similar ao que ocorre em uma bateria, um fenômeno até agora desconhecido.
As células de memória têm dois eletrodos, nos quais os íons se dissolvem e depois novamente se precipitam - isto altera a resistência elétrica, que é explorada para o armazenamento dos dados.
A novidade, porém, é que os processos de redução e oxidação também têm um outro efeito: eles geram uma tensão elétrica, fazendo com que a célula de memória funcione como uma bateria.
O Dr. Valov conta que o artigo descrevendo o trabalho levou nove meses para ser aceito por uma publicação científica, tamanha foi a surpresa da descoberta - ela expôs o fato de que as explicações teóricas para o funcionamento das memórias resistivas estão erradas e precisam ser refeitas.
Até agora, a explicação sobre o funcionamento das memórias resistivas se baseava no conceito de memristores, componentes descritos como "sinapses eletrônicas", mas que são passivos.
"A tensão interna da bateria ReRAM claramente viola a construção matemática da teoria do memristor. Esta teoria deve ser expandida para toda uma nova teoria para descrever adequadamente os elementos ReRAM," disse Eike Linn, coautor do estudo.
Segundo o grupo, além de permitir a otimização das células de memória ReRAM, a descoberta torna possível descobrir novas formas de utilização da energia dessas nanobaterias em novas aplicações, não necessariamente restritas ao armazenamento de dados.
Bibliografia:
Nanobatteries in redox-based resistive switches require extension of memristor theory
I. Valov, E. Linn, S. Tappertzhofen, S. Schmelzer, J. van den Hurk, F. Lentz, R. Waser
Nature Communications
Vol.: 4, Article number: 1771
DOI: 10.1038/ncomms2784
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