Memoristor híbrido abre caminho para novas aplicações em eletrônica

Publicado em 19/02/2020
Assessoria de Comunicação em 19/02/2020

O memoristor é considerado um dos quatro componentes eletrônicos fundamentais. Em um computador é capaz de realizar as funções de processamento e de armazenamento de informação. Pesquisa recente conduzida no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) desenvolveu um novo tipo de memoristor utilizando estruturas metal-orgânicas de superfície (SURMOFs). Os SURMOFs são estruturas híbridas compostas por íons metálicos conectados por ligantes orgânicos altamente organizadas em superfícies recobertas com monocamadas quimicamente ativas (SAMs). Essas estruturas possuem uma alta densidade de nanoporos, possibilitando uma série de aplicações em catálise, armazenamento de gases e purificação.

Apesar de suas vantagens, como baixo custo e alta flexibilidade mecânica, a espessura e porosidade típica dessas estruturas dificulta sua aplicação na eletrônica devido a possíveis problemas de curto-circuito, por exemplo. Desta forma, para sua possível integração em dispositivos eletrônicos, os pesquisadores utilizaram nanomembranas metálicas autoenroladas (microtubos) para realizar o contato elétrico superior em filmes ultrafinos de SURMOF HKUST-1. O comportamento de memoristor foi observado em condições de alta umidade relativa (entre 90-70%). Análogo a uma esponja, as moléculas de água presentes no ambiente são absorvidas pelos nanoporos do SURMOF. Em determinado campo elétrico, essas moléculas facilitam a condução dos elétrons dentro do material através da alteração da sua resistência elétrica. A diferença na resistência elétrica pode chegar a 1 milhão de vezes utilizando baixas voltagens de operação. Em uma aplicação prática, como em memorias, essa diferença pode corresponder a estados binários como 0 e 1.

O trabalho intitulado, Ambipolar Resistive Switching in an Ultrathin Surface-Supported Metal-Organic Framework Vertical Heterojunction, foi publicado no periódico Nano Letters (DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b04355), e é de autoria de Luiz G. S. Albano, Tatiana P. Vello, Davi H. S. de Camargo, Ricardo M. L. da Silva, Antonio C. M. Padilha, Adalberto Fazzio e Carlos C. B. Bufon. O trabalho foi inteiramente desenvolvido no Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano, Campinas) e financiado pelas agências de fomento CAPES, CNPq (Projetos: 408770/2018/0, 305305/2016-6, 465452/2014-0) e FAPESP (Projetos: 2014/50906-9, 2014/25979-2, 2016/25346-5, 2017/02317-2, 2017/25553-3, 2018/05565-0).

 

Sobre o CNPEM

O Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) é uma organização social supervisionada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC). Localizado em Campinas-SP, gerencia quatro Laboratórios Nacionais – referências mundiais e abertos às comunidades científica e empresarial. O Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) está, nesse momento, finalizando a montagem do Sirius, o novo acelerador de elétrons brasileiro; o Laboratório Nacional de Biociências (LNBio) atua na área de biotecnologia com foco na descoberta e desenvolvimento de novos fármacos; o Laboratório Nacional de Biorrenováveis (LNBR) pesquisa soluções biotecnológicas para o desenvolvimento sustentável de biocombustíveis avançados, bioquímicos e biomateriais, empregando a biomassa e a biodiversidade brasileira; e o Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano) realiza pesquisas científicas e desenvolvimentos tecnológicos em busca de soluções baseadas em nanotecnologia.

Os quatro Laboratórios têm, ainda, projetos próprios de pesquisa e participam da agenda transversal de investigação coordenada pelo CNPEM, que articula instalações e competências científicas em torno de temas estratégicos.