Pesquisadora da USP cria memória de computador inovadora com grafeno

Uma nova maneira de fabricar memórias computacionais como essas foi criada por cientistas da USP e teve o pedido de registro aceito pelo Instituto Nacional da Propriedade Industrial (Inpi) em novembro de 2022. Marina Sparvoli, pós-doutoranda do Instituto de Física (IF) da USP, em colaboração com outros pesquisadores da Universidade, desenvolveu um mecanismo de memória baseado nos memristores a partir de materiais nunca antes combinados.

O protótipo consiste numa camada de grafeno depositada entre contatos de indium tin oxynitride (Iton) — um semicondutor ainda pouco pesquisado — e de alumínio, como um sanduíche. A eletricidade passa por ele gerando um campo eletromagnético. Dependendo da tensão, forma-se ou não um filamento responsável pelo fenômeno de comutação resistiva, de alta e baixa resistência. A transparência do material também poderia permitir o uso em arquiteturas eletrônicas próximas à superfície das telas dos aparelhos, reduzindo ainda mais o espaço ocupado, embora esse uso ainda não tenha sido investigado.

Apesar de terem sido teorizados pela primeira vez em 1971, pelo filipino Leon Ong Chua, os mecanismos resistivos só começaram a ser testados em 2008, com a introdução da nanotecnologia. A grande vantagem é que, ao contrário das memórias de eletrônicos atuais, as informações contidas nas memórias resistivas não somem quando o aparelho é desligado. Ainda não existem computadores com essa tecnologia, por isso os testes são feitos em estações de prova de semicondutores (probe station).

A doutora Marina conseguiu criar memórias resistivas usando grafeno com o Iton, o óxido de índio-estanho com dopagem de nitrogênio, ampliando o espaço de pesquisa na área e trazendo conhecimento ao nosso laboratório.” Normalmente, as memórias resistivas são baseadas em dióxido de titânio (TiO2), um sólido branco que inclusive pode ser tóxico.

Do ponto de vista da sustentabilidade, o grafeno é interessante pois, nesse caso, o carbono não é ligado como polímero. Ele poderia ser destruído de forma natural, bastando aquecê-lo em altas temperaturas. O Iton aguenta temperaturas ainda maiores, portanto ele não sofreria danos nesse processo e poderia ser separado. 

A cientista já possui seis patentes na área e todos os seus projetos são enviados ao Centro de Inovações da USP (InovaUSP), que orienta pesquisadores a respeito dos documentos e procedimentos necessários para o registro junto aos órgãos competentes.

Os protótipos são testados em estações de sondagem da USP. No Instituto de Física da USP, o trabalho com a memória resistiva teve a colaboração do professor Chubaci e do técnico de laboratório Fabio de Oliveira Jorge. Na Escola Politécnica (Poli) da USP, colaboraram os pesquisadores Guilherme F. B. Lenz e Silva, do Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais (PMT), e Ronaldo Domingues Mansano, do Centro de Engenharia Elétrica (CEE).

Marina apresentou o invento em diversos encontros, com destaque para a Conferência Mundial de Carbono no Imperial College of Science de Londres, no Reino Unido, em julho de 2022. A próxima etapa será testar a influência da luz na memória construída com esse material.