lunes, 6 de enero de 2014

MemoSat: memorias electrónicas no volátiles para los futuros satélites argentinos

Por Pablo Alvarez, ArgentinaEnElEspacio

Desde el año 2009 un grupo de científicos trabaja en el proyecto MemoSat, cuyo objetivo es el desarrollo de una nueva tecnología para fabricar memorias electrónicas no volátiles para ser usadas en satélites.

Sala limpia del Centro Atómico Constituyentes. Foto: CNEA.

Son investigadores de cuatro instituciones de ciencia y tecnología (CNEA, UBA, UNSAM, e INTI) que colaboran en este proyecto liderado por la CNEA, en el que se fabrican, caracterizan y modelan dispositivos de memoria no volátil basados en el mecanismo de conmutación resistiva.

Esta tecnología emergente busca producir memorias electrónicas permanentes, que sean veloces, miniaturizables, y capaces de soportar un ambiente adverso como es el espacio exterior. A diferencia de las memorias convencionales hechas de silicio, éstas se construyen utilizando óxidos de metales de transición.

El mecanismo se denomina "conmutación de la resistencia eléctrica" y el proceso que permite grabar y leer sus estados se realiza con estímulos eléctricos.

La base de estos dispositivos son las interfaces entre óxidos complejos y metales, donde se estudian sus mecanismos fisicoquímicos y su respuesta en ambientes agresivos (temperaturas extremas, radiaciones ionizantes e interferencia electromagnética).

El objetivo final es fabricar un dispositivo de memoria capaz de retener información ante una interrupción de energía mientras opera en un ambiente con excursión térmica y radiaciones ionizantes (una situación inesperada o de emergencia, en que las memorias electrónicas convencionales suelen presentar fallas).

"No volátil" significa que la información almacenada en la memoria mediante este mecanismo se mantendrá cierto tiempo sin degradarse. En el caso de los circuitos en los que se encuentra trabajando la CNEA ese lapso de retentividad es de dos días.

INTI

Las memorias convencionales son fabricadas con silicio, pero estos dispositivos pueden tener inconvenientes cuando son expuestos a factores externos, como altas o bajas temperaturas, estrés físico o radiaciones.

Laboratorio de microsistemas del INTI. Foto: INTI.

En la sala limpia del laboratorio de microsistemas del INTI los técnicos que forman parte del proyecto MemoSat utilizan dióxido de titanio para desarrollar las películas delgadas de los nuevos microchips, con un espesor menor a 100 nanómetros, y aseguran que estos microchips podrían ser fabricados en Argentina.

UNSAM

El equipo de la UNSAM ha logrado identificar configuraciones (materiales, topología y procesos) de dispositivos capaces de retener un bit, así como los protocolos eléctricos para la escritura y la lectura, y actualmente se encuentran desarrollando los arreglos de estos dispositivos, incluyendo su producción y caracterización.

A tal fin la UNSAM cuenta con un laboratorio (MicroLAB) de caracterización de productos micro/nano electromecánicos (MEMS), desarrollado mediante un convenio suscripto entre la UNSAM y la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE).

Sala limpia del MicroLAB. Foto: UNSAM.

Dicho desarrollo responde a la necesidad de ensayar dispositivos micro y nano electromecánicos empleados en antenas que utilizan los satélites, para verificar, contrastar y caracterizar si su comportamiento frente a las radiofrecuencias es el requerido.

UBA

El grupo de la UBA trabaja combinando metales y óxidos para fabricar memorias resistivas, y evaluando su comportamiento bajo condiciones de estrés, buscando que sean más densas, más rápidas , y que consuman menos energía.

Licuefactor de helio. Laboratorio de bajas temperaturas
de la UBA. Foto: UBA.

En el Pabellón 1 de ciudad universitaria los científicos someten distintos elementos bajo condiciones físicas tales que comienzan a responder de modo diferente a lo habitual. Explica el físico Carlos Acha “Argentina se especializa en dispositivos conformados por junturas de metales con cupratos superconductores o manganitas", una tecnología que que no está muy estudiada en otros centros del mundo. "Nosotros tomamos este nicho”. Su grupo ha logrado que un cuprato sometido a altísimas presiones se haga superconductor a 166º Kelvin, algo así como 107 grados Celsius bajo cero.

CNEA

Los científicos de la CNEA fabrican los prototipos en una sala limpia del Centro Atómico Constituyentes (CAC). A diferencia de lo que algunos podrían pensar, lo que el equipo del CAC hace no es colocar dentro de una carcasa de plástico un circuito fabricado en el extranjero, ni de modelar el chip en una computadora, sino de trabajar sobre muestras que ellos mismos producen.

Dispositivo de irradiación EDRA del CAC. Foto: CNEA

Allí producen el corazón del chip (el circuito integrado), aunque aún falta para llegar a un circuito de memoria terminado y producido en serie.

Una vez caracterizados, a estos dispositivos se les efectúan ensayos térmicos y de resistencia a la radiación en las instalaciones del acelerador Tandar.

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