Le memorie flash sono ormai in quasi ogni dispositivo tascabile, dalle macchine fotografiche digitali agli iPhones. Ora Nanosys, una società con sede a Palo Alto, CA, ha trovato un materiale che può raddoppiare la capienza della memoria istantanea presente nei circuiti integrati convenzionali aggiungendo nanocristalli di metalli auto-assemblati al processo di manufacturing delle flash memories. Nanosys, la quale ha indicato che le particelle molto piccole di metallo sono compatibili con gli odierni processi di manufacturing, è in affari con i creatori di flash Intel ed il micron e la Micron Technologies e prevede che i nanocrystals del metallo siano in prodotti a partire dal 2009.
La nuova tecnologia si è ovviamente rivelata un vantaggio per l’industria delle memorie, in rapida crescita. La capienza della memoria elettronica è aumentata costantemente nel corso degli anni, seguendo la legge di Moore, che predice che il numero di transistori su un circuito integrato raddoppierà ogni due anni. Tuttavia, le dimensioni di diverse celle di memoria nei circuiti integrati istantanei si stanno sviluppando in senso orizzontale e non in senso verticale, principalmente a causa dei vincoli materiali e fisici.
"Terminerete con qualcosa che assomiglia ad un mazzo di grattacieli" dice Don Barnetson, direttore dello sviluppo del mercato per i prodotti di memoria non volatile presso Nanosys. Questi grattacieli interagiscono elettricamente a vicenda in modi indesiderabili che possono rendere il circuito integrato non affidabile. Le celle di memoria flash contengono gli elettroni, che rappresentano le bits dei dati, su una piccola parte di polysilicone denominata “cancello galleggiante” (floating gate). Il cancello galleggiante è circondato da uno strato spesso di materiale isolante che impedisce la fuoriuscita degli elettroni. Ma mentre le cellule restringono, cominciano ad interferire elettricamente con a vicenda. Sostituendo floating gate con i nanocristalli, spiega Barnetson, gli ingegneri possonoridurre la quantità di materiale isolante stata necessaria e ridurre le celle, eliminando l'interferenza.
I nanocristalli non sono totalmente nuovi al mondo delle flash. I ricercatori dell'università del Texas, di Cornell ed all'università del Wisconsin, per esempio, stanno sviluppando particelle molto piccole per la memoria. La Freescale Semiconductor, di Austin, sempre in Texas, ha programmi per produrre i circuiti integrati con nanocristalli semiconduttori. Ma finora nessuno ha ancora prodotto in massa nanocristalli metallici nelle memorie flash.
Barnetson dice che i nanocristalli metallici possono tenere più carica nella cella di memoria rispetto ai nanocristalli fatti di silicone. La flash fatta con le particelle di metallo inoltre richiede un voltaggio inferiore per programmare e cancellare i dati dalla cella, permettendo così in di conservare l'alimentazione. Ulteriormente,i bits di dati possono essere programmati e cancellati un numero di volte quasi illimitato, a differenza dei flash basati sui semiconduttori.
Nanosys ha probabilmente vinto la più grande sfida introducendo la tecnologia sopracitata, come testimonia anche Edwin Kan, professore di ingegneria elettrica ed informatica all'università di Cornell, ad Ithaca, NY. “Il contributo principale – dice - è che hanno risolto uno dei problemi di processo: come mettere i nanocristalli ad alta densità e con gradazione-uniforme sulla superficie attiva di un semiconduttore”.
I nanocristalli della Nanosys si sviluppano nella soluzione e controllando la composizione della soluzione, gli assistenti tecnici possono controllare il formato dei cristalli. Dopo la formazione dei cristalli, altri prodotti chimici sono aggiunti per permettere che le molecole speciali si sviluppino sulla particella. Queste molecole, denominate liganti, permettono ai nanocristalli di mantenere una distanza uniforme tra loro. Per concludere, il liquido con le nanoparticelle del metallo, che assomiglia all'inchiostro, è filato sulle lastre di silicio che si trasformeranno in in circuiti integrati di memoria flash.
Kan dice che il vantaggio principale nell’uso di nanocristalli di metallo nella memoria flash è “molto visibile e grande”. I lettori MP3 come anche gli iPhones e i iPods potranno tenere più canzoni, video ed immagini. Ed il fatto che i nanocristalli di metallo utilizzino molto meno alimentazione rispetto al flash tradizionale potrebbe contribuire a rendere il flash un valido sostitutivo di memoria rispetto ai tradizionali supporti magnetici per i laptop.