Les scientifiques ont développé des memristors supramoléculaires innovants pour la nano-RRAM, démontrant une commutation rapide de la résistance et des capacités de stockage non volatiles. Cette avancée ouvre la voie à des technologies avancées de stockage de données, marquant une étape importante pour répondre aux exigences de l’ère du Big Data et de l’IA.
À l’ère du big data et de l’intelligence artificielle avancée, les méthodes traditionnelles de stockage de données deviennent inadéquates. Pour répondre au besoin de solutions de stockage de grande capacité et économes en énergie, le développement de technologies de nouvelle génération est crucial.
Parmi celles-ci se trouve la mémoire vive résistive (RRAM), qui repose sur la modification des niveaux de résistance pour stocker les données. Une étude récente publiée dans la revue Chimie modifiée détaille le travail d’une équipe de recherche qui a mis au point une méthode de création de memristors supramoléculaires, l’un des composants clés de la construction de la nano-RRAM.
Comprendre les memristors dans la Nano-RRAM
Un memristor (abréviation de résistance mémoire) change sa résistance en fonction de la tension appliquée. Cependant, construire un memristor à l’échelle moléculaire constitue un énorme défi. Bien que la commutation de résistance puisse être obtenue par des réactions redox et que les états chargés des molécules puissent facilement être stabilisés par des contre-ions en solution, cette stabilisation est très difficile à réaliser dans les jonctions à l’état solide requises pour un memristor.
Une équipe dirigée par Yuan Li de l’Université Tsinghua de Pékin, en Chine, a choisi d’adopter une approche supramoléculaire. Il est basé sur un (2) caténane bistable, ce qui signifie qu’il est stable sous forme oxydée et réduite et peut exister dans un état positif, négatif ou non chargé. Un (2) caténane est un système de deux grands anneaux moléculaires qui sont imbriqués comme deux maillons d’une chaîne mais ne sont pas liés chimiquement.
Construire le Memristor
Pour construire un memristor, l’équipe dépose le caténane sur une électrode en or recouverte d’un composé contenant du soufre, où il est lié par interaction électrostatique. En plus de cela, ils ont placé une deuxième électrode en gallium-indium alliage recouvert d’oxyde de gallium. Le caténane forme une monocouche auto-assemblée de molécules plates entre les deux électrodes. Cet ensemble, désigné comme AuTS-S-(CH2)3-DONC3–N / A+//(2)caténane//Ga2Ô3/EGaIn, forme le memristor.
Comme cela est requis pour les RRAM. Ces nouveaux memristors supramoléculaires peuvent être commutés entre un état de haute résistance (off) et un état de faible résistance (on), en fonction de la tension appliquée. Ces commutateurs à résistance moléculaire ont réalisé au moins 1 000 cycles d’effacement-lecture (ON)-écriture-lecture (OFF). La commutation entre l’activation et la désactivation s’effectue en moins d’une milliseconde, ce qui est comparable aux memristors inorganiques commerciaux.
Les commutateurs moléculaires « mémorisaient » l’état défini – ON ou OFF – pendant plusieurs minutes. Cela en fait un point de départ très prometteur pour des memristors moléculaires efficaces dotés de capacités de stockage non volatiles. De plus, ils fonctionnent comme des diodes, ou redresseurs, ce qui en fait des composants intéressants pour le développement de nano-RRAMS moléculaires.
L’étude a été financée par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine.
