Pesquisadores suíços descobriram que o Dióxido de Vanádio (VO2), composto usado na eletrônica, é capaz de “lembrar” de todo o histórico de estímulos a que foi submetido. A descoberta foi publicada ontem, na Nature Electronics.
Este é o primeiro material a ser identificado com esta propriedade, mas os pesquisadores da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL) não descartam a possibilidade de que existam outros iguais a ele.
Foi uma descoberta casual feita por Mohammad Samizadeh Nikoo, Ph.D, da EPFL, durante sua pesquisa sobre transições de fase do VO2. Em temperatura ambiente, este composto tem uma fase isolante, quando sua estrutura está “relaxada”. Quando a temperatura sobe para 68 °C, pode sofrer uma transição de isolante para metal, mudando a estrutura de sua rede, apresentando um ponto triplo, sendo condutor e isolante ao mesmo tempo, comparável ao ponto triplo da água, só que em um material sólido.
O objetivo de Mohammad e de sua equipe era medir com precisão tempo e velocidade de chaveamento dessa memória, ou seja, o tempo que o material leva para passar de um estado para outro. Depois realizar centenas de medições, o pesquisador observou uma característica peculiar: o material tem uma memória “embutida” em sua própria estrutura cristalina.
Os experimentos dos pesquisadores consistiam em aplicar uma corrente elétrica a uma amostra de VO2. “A corrente percorria o material até sair na outra extremidade”, explica Mohammad. À medida que a corrente aquece o VO2, muda seu estado. Com o desligamento da corrente, o material retorna ao seu estado original.
Mohammad então aplicou um segundo pulso de corrente ao material e descobriu que o tempo que leva para que ele mude de estado está diretamente ligado ao histórico das correntes anteriores.
“O VO2 parecia ‘lembrar’ a primeira fase de transição e antecipar a próxima”, explica o Prof. Elison Matioli, que dirige o POWERlab da EPFL. “Nós não esperávamos ver esse tipo de efeito de memória, e não tem nada a ver com estados eletrônicos, mas sim com a estrutura física do material. É uma nova descoberta: nenhum outro material se comporta dessa maneira.”
Essa característica significa que o VO2 não funciona apenas como uma célula de memória, capaz de chavear entre um estado 0 e um estado 1, mas funciona como um neurônio, criando outra opção de componente para a computação neuromórfica.
Memória de até três horas
Os pesquisadores descobriram que o VO2 é capaz de lembrar seu estímulo externo mais recente por até três horas. “O efeito memória pode de fato persistir por vários dias, mas atualmente não temos os instrumentos necessários para medir isso”, diz Matioli.
A descoberta é importante porque o efeito de memória é uma propriedade inata do próprio material. A partir de agora a equipe irá iniciar testes mais detalhados, já que o VO2 demonstra ser promissor em aspectos fundamentais quando se trata de memórias: maior capacidade, velocidade e miniaturização.
O mais importante é que a característica de sua memória estrutural contínua o diferencia das memórias convencionais, que armazenam dados como informações binárias, dependentes da manipulação de estados eletrônicos, o que o torna mais adequado para funcionar como um componente da computação analógica. O composto pode ser útil para um melhor armazenamento e processamento de dados.
Os pesquisadores realizaram uma série de medições para chegar à essa descoberta. Eles também corroboraram os resultados aplicando o método a diferentes materiais em outros laboratórios ao redor do mundo.
A descoberta replica bem o que acontece no nosso cérebro, pois os interruptores de VO2 agem exatamente como os neurônios.
Imagem da capa: POWERlab / 2022 EPFL
