Des mémoires à base de carbone pour une informatique plus rapide
L'amélioration du stockage de données représente l'épine dorsale de l'économie du savoir, ainsi que de l'industrie moderne, des affaires et du multimédia. Le stockage de données non volatiles peut être réalisé grâce à de nouveaux matériaux de mémoire à base de carbone, sur lesquels s'est penché le projet CARERAMM (Carbon resistive random access memory materials), financé par l'UE. L'équipe du projet a étudié comment développer des matériaux écologiques, peu coûteux et économes en énergie qui soient évolutifs au niveau moléculaire, disposent d'un temps de commutation inférieur à la nanoseconde ainsi que fonctionnalités avancées. Pour atteindre ses objectifs, l'équipe a travaillé dans deux domaines. D'une part, elle a enquêté sur des matériaux et des dispositifs à base de carbone amorphe, afin de compléter les technologies de mémoire actuelles, telles que les disques durs et la mémoire flash. D'autre part, elle a évalué la possibilité d'utiliser des mémoires graphène-oxyde pour des applications d'électronique souple. Pour les deux concepts, les capacités de stockage mettaient en œuvre la commutation résistive électrique, ce qui a conduit à des recherches plus approfondies sur le sujet et à la détermination des limites de cette technologie, comme la taille minimale du dispositif, la plage de température et la vitesse de commutation. Les travaux ont comporté des expériences destinées à déterminer la durée de vie prévue à différentes températures, la capacité de stockage multi-niveaux, l'aptitude d'utilisation avec des applications spécifiques, et plusieurs autres paramètres essentiels au développement de cette technologie. À l'issue d'un intense travail en laboratoire, l'équipe a pu bâtir et caractériser des dispositifs prototypes répondant à presque tous les objectifs visés. CARERAMM a construit des dispositifs à base de carbone amorphe à l'échelle nanométrique avec une énergie de commutation inférieure au pétajoule, et a supervisé leur bon fonctionnement à des températures atteignant 300 degrés C. Le projet a construit des dispositifs graphène-oxyde à 4 niveaux de stockage et résistants sur des substrats souples, ainsi que des dispositifs graphène-oxyde capables de résister à plus de 10 000 cycles de pliage et à des courbures très importantes. Dans l'ensemble, l'équipe a généré des connaissances précieuses sur la commutation résistive, concernant des matériaux et dispositifs aussi bien à base de carbone amorphe que de graphène-oxyde. Elle a combiné une modélisation à l'échelle atomique à une caractérisation à l'échelle nanométrique, afin d'améliorer considérablement la commutation, ouvrant la voie à la commercialisation de mémoires avancées à base de carbone dans un avenir proche.
Mots‑clés
Mémoire à base de carbone, stockage de données, CARERAMM, mémoires graphène-oxyde, commutation résistive
