Novo material com potencial para dispositivos de memória de última geração

 Novo material com potencial para dispositivos de memória de última geração

Materiais ferroelétricos baseados em óxidos binários como o Óxido de Háfnio (HfO2) e o Óxido de Zircónio (ZrO2) estão a ser investigados para aplicação em dispositivos de memória de última geração com potencial em áreas revolucionárias como a computação neuromórfica. Um estudo, no qual participa o investigador da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP), Fábio Figueiras, descreve um novo material à base de óxido de zircónio com maior potencial de aplicação nestas tecnologias e mereceu destaque de capa na revista Applied Materials Today.

“O óxido de zircónio é cinquenta vezes mais abundante e acessível que o mais intensivamente investigado óxido de háfnio”, começa por explicar o investigador que trabalha no Instituto de Física de Materiais Avançados, Nanotecnologia e Fotónica (IFIMUP). “A técnica que utilizámos, de produção de filmes finos ferroelétricos da fase ZrO2 ortorrômbica por ion-beam sputtering, tem a vantagem de ser compatível com processos industriais utilizada para fabricar micro- e nano- dispositivos eletrónicos baseados em CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductors)”, acrescenta.

No estudo, os investigadores demonstraram, por diversas técnicas de caracterização e simulação computacional, que as limitações que poderiam ser problemáticas para a integração de ZrO2 em tecnologias confiáveis, podem ser devidamente colmatadas. E como resposta apresentam um novo filme fino de óxido de zircónio numa estrutura intencionalmente modificada.

“O nosso trabalho permite enfrentar três grandes desafios com que se depararam diversos estudos internacionais prévios realizados com HfO2 e ZrO2: a rápida fadiga, a baixa retenção e a necessidade de efetuar uma série de ciclagens elétricas para “despertar” o comportamento ferroelétrico (wake-up effect)”, sublinha Fábio Figueiras. “Os outros materiais acabam por falhar ao fim de alguns ciclos e com este novo material isso não acontece – tem a capacidade de ser estável por milhões de ciclos”, conta.

estudo Ferroelectricity and negative piezoelectric coefficient in orthorhombic phase pure ZrO2 thin films tem também como autores José Pedro Silva, Veniero Lenzi, Maria Gomes e Luís Marques da Universidade  do Minho; Konstantin Romanyuk da Universidade de Aveiro, e integra ainda investigadores de Bucareste, na Roménia e de Cambridge, no Reino Unido. Os autores defendem que existe um verdadeiro potencial para que os filmes finos de ZrO2 sejam aplicados na próxima geração de sensores e dispositivos de memória e prometem continuar a trabalhar neste material promissor.

*Faculdade de Ciências da Universidade do Porto

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