Une illustration du nouveau dispositif de mémoire entièrement en pérovskite, qui peut être écrit et lu à l’aide de l’électricité, et lu à l’aide de flashs lumineux.
Alors que les données de la plupart des dispositifs de mémoire peuvent être lues à l’aide de signaux électriques, une technologie émergente code les données dans la lumière, de sorte qu’un système peut les lire en vérifiant simplement si une LED est allumée ou éteinte. Des chercheurs ont mis au point un nouveau dispositif entièrement basé sur la pérovskite, qui peut faire les deux à la fois.
Les données numériques sont stockées en bits, sous la forme d’un un ou d’un zéro, mais la manière exacte dont ces états sont représentés peut varier d’une technologie à l’autre. Dans la mémoire flash, elles sont stockées sous forme de charge électrique dans des transistors, tandis que les nouveaux dispositifs de RAM résistive (RRAM) stockent et lisent les données sous forme de variations de la conductivité électrique. Mais ces dispositifs ont leurs propres problèmes, c’est pourquoi les chercheurs de la nouvelle étude ont combiné la RRAM avec une autre technologie.
« … les mesures électriques nécessaires pour vérifier la résistance et lire les zéros et les uns de la RRAM peuvent limiter la vitesse globale », explique Chun-Chieh Chang, coauteur de l’étude. « Récemment, pour surmonter ce problème, les RRAM ont été combinées avec des LED pour développer ce qu’on appelle des mémoires à émission de lumière (LEM). Dans ce cas, les données peuvent également être lues en vérifiant si la LED est allumée ou éteinte. Cette lecture optique supplémentaire ouvre également de nouvelles voies pour le transport de grandes quantités d’informations. »
Auparavant, ces dispositifs hybrides impliquaient de combiner deux systèmes différents, ce qui pouvait compliquer la fabrication. Pour la nouvelle étude, les chercheurs de l’université de Kyushu et de l’université nationale normale de Taïwan ont donc entrepris de fabriquer une version plus simple en utilisant un seul matériau.
La pérovskite a fait l’affaire. Ce minéral cristallin possède des propriétés électriques et optiques impressionnantes et est de plus en plus utilisé dans les cellules solaires et autres dispositifs de production d’énergie. L’équipe a créé un dispositif de stockage de mémoire qui peut fonctionner à la fois comme une RRAM et un LEM, en utilisant uniquement de la pérovskite.
Image au microscope des différentes couches du nouveau dispositif de mémoire – base en oxyde d’indium et d’étain (ITO), couche active en pérovskite CsPbBr3, couche protectrice en PMMA et électrode en argent Université de Kyushu/ Ya-Ju Lee
Dans ce cas, la pérovskite est composée de bromure de césium et de plomb (CsPbBr3), et elle est divisée en deux sections différentes. L’une d’elles fait office de RRAM, les données étant écrites et lues à l’aide d’électricité, tandis que la seconde section transmet des impulsions lumineuses qui indiquent si des données sont en cours d’écriture ou d’effacement grâce à différentes couleurs, soit le vert ou l’aqua.
« Cette démonstration élargit considérablement le champ d’application de la mémoire électroluminescente tout pérovskite développée et peut servir de nouveau paradigme de combinaison synergique entre les degrés de liberté électroniques et photoniques dans les matériaux pérovskites », explique Kaoru Tamada, coauteur de l’étude. « Du réseau maillé multidiffusion aux systèmes de cryptage de données, ces résultats ont le potentiel pour de nombreuses applications dans les technologies de la prochaine génération. »
