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1 marzo 2013

Memorie nanomagnetiche: pronta la “chiavetta” di impiego universale

Università degli Studi di Perugia – Memorie nanomagnetiche: pronta la “chiavetta” di impiego universale – Un gruppo di ricerca inter-Ateneo internazionale (tre Atenei italiani ed uno spagnolo), del quale fanno parte Pietro Burrascano e Marco Ricci, ricercatori di Elettrotecnica dell’Università degli Studi di Perugia (Polo Scientifico Didattico di Terni), ha sperimentato un nuovo metodo di scrittura delle STT-RAM, ovvero le “chiavette” di memoria flash, meritando la copertina delle IEEE Transactions on Magnetics, la rivista scientifica internazionale di riferimento del settore e l’interesse dei coreani di Samsung, ai quali i ricercatori hanno illustrato i risultati ottenuti.

La scoperta dei ricercatori sulle Memorie nanomagnetiche potrebbe essere un vero “uovo di Colombo”: la nuova metodologia rende possibile di “scrivere” i dati in maniera ottimizzata, con una perdita di informazioni prossima allo zero, impiegando impulsi di corrente largamente compatibili con i circuiti integrati commerciali e ottenendo anche un significativo risparmio nell’energia complessivamente impiegata.

Una ricerca quella delle Memorie nanomagnetiche, insomma, che punta ad ottenere la sempre attesa “memoria” d’impiego universale.

Tutti i moderni strumenti elettronici – dal cellulare alla televisione, dal computer alla lavatrice fino alla familiare “chiavetta” flash – ne hanno almeno una: una piccola “memoria”, sulla quale sono scritte sia le informazioni necessarie all’apparecchio stesso per funzionare, sia quelle che noi scegliamo di immagazzinare. Si tratta di memorie realizzate con tecnologie diverse: le flash RAM e le DRAM, le più recenti MRAM (memorie magnetoresistive ad accesso casuale, Magnetoresistive Random-Access Memory), fino alle recentissime SST-MRAM, le più promettenti in termini di impieghi, ma ancora oggetto di studio perché il complesso sistema di scrittura ne limita fortemente l’impiego. Nelle MRAM i dati vengono immagazzinati attraverso la modifica dello stato di magnetizzazione delle celle, per cui l’informazione viene “scritta” cambiando la polarità di uno dei due sottilissimi strati ferromagnetici che la costituiscono e “letta” misurando la resistenza ai capi della cella stessa.

La progressiva miniaturizzazione delle celle ha successivamente consentito di indurre la polarizzazione impiegando le “forze di spin”, cioè le forze connesse al senso di rotazione dell’elettrone, creando così alle Spin Transfer Torque Magnetic RAM, STT-MRAM, dotate di vantaggi potenziali tali che potrebbero sostituire in tutti gli impieghi commerciali le memorie fino ad oggi realizzate con diverse tecnologie.

La modalità di scrittura delle STT-MRAM necessita, però, di un segnale la cui frequenza deve modificarsi anche per minime variazioni dei parametri della cella di memoria e ciò ne limita fortemente l’impiego, in quanto ad ogni cella corrisponde un segnale di frequenza differente e la complessità del sistema necessario per scrivere i miliardi di celle di una memoria risulta davvero troppo complesso per i comuni impieghi commerciali. Il gruppo inter-Ateneo ha oggi verificato la possibilità di pilotare la “scrittura” tramite l’uso di un particolare segnale binario a banda larga che, in virtù delle specifiche caratteristiche di uniformità della erogazione di energia sia nel tempo che nella frequenza, è in grado di innescare il meccanismo di commutazione di tutte le celle componenti la STT-MRAM, indipendentemente dalla geometria della singola cella.

I risultati teorici ottenuti dal gruppo inter-universitario sono stati considerati così promettenti da stimolare una verifica sperimentale della metodologia e dell’effetto di altri tipi di eccitazione a larga banda, puntando alla sempre attesa “memoria” d’impiego universale.

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