Mostra la font per a Cel·la de metal·lització programable

La '''cel·la de metal·lització programable''', o '''PMC''', és una [[Memòria principal|memòria d'ordinador]] [[Memòria no volàtil|no volàtil]] desenvolupada a [[Universitat Estatal d'Arizona|la Universitat Estatal d'Arizona]]. PMC, una tecnologia desenvolupada per substituir la [[memòria flaix]] àmpliament utilitzada, que ofereix una combinació de vida útil més llarga, menor potència i millor densitat de memòria. [[Infineon Technologies]], que va llicenciar la tecnologia el 2004, s'hi referia com a '''[[Memòria d'accés aleatori|RAM]] de pont conductor''' o '''CBRAM'''. CBRAM es va convertir en una marca registrada d'[[Tecnologies Adesto|Adesto Technologies]] el 2011.<ref>{{Ref-web|url=http://www.adestotech.com/trademarks-legal-terms/|títol=Adesto Technologies Trademarks|llengua=anglès|consulta=2023-05-20|arxiuurl=https://web.archive.org/web/20191118085652/http://www.adestotech.com/trademarks-legal-terms/|arxiudata=2019-11-18}}</ref> [[NEC Corporation|NEC]] té una variant anomenada "Nanobridge" i [[Sony]] anomena la seva versió "memòria electrolítica".<ref>{{Ref-web|url=https://patents.google.cat/patent/US5761115/en|títol=Programmable metallization cell structure and method of making same|llengua=anglès}}{{Enllaç no actiu|date=de març 2024 |bot=InternetArchiveBot }}</ref><ref>{{Ref-web|url=https://patents.google.cat/patent/US6418049/en|títol=Programmable sub-surface aggregating metallization structure and method of making same|llengua=anglès}}{{Enllaç no actiu|date=de març 2024 |bot=InternetArchiveBot }}</ref><ref>{{Ref-web|url=https://patents.google.cat/patent/US6487106/en|títol=Programmable microelectronic devices and method of forming and programming same|llengua=anglès}}{{Enllaç no actiu|date=de març 2024 |bot=InternetArchiveBot }}</ref><ref>{{Ref-web|url=https://patents.google.cat/patent/US7132675/en|títol=Programmable conductor memory cell structure and method therefor|llengua=anglès}}{{Enllaç no actiu|date=de març 2024 |bot=InternetArchiveBot }}</ref><ref>[https://www.google.cat/patents/US7372065 U.S. Patent 7,372,065]</ref><ref>{{Ref-web|url=https://patents.google.cat/patent/US7728322/en|títol=Programmable metallization cell structures including an oxide electrolyte, devices including the structure and method of forming same|llengua=anglès}}{{Enllaç no actiu|date=de març 2024 |bot=InternetArchiveBot }}</ref><ref>{{Ref-publicació|publicació=International Symposium on Circuits and Systems|volum=3|pàgines=33–36|data=maig 1998|cognom=B. Swaroop, W. C. West, G. Martinez, Michael N. Kozicki and L.A. Akers|doi=10.1109/ISCAS.1998.703888|isbn=0-7803-4455-3}}</ref>

== Descripció ==
PMC és una tecnologia de [[Resistive random-access memory|memòria resistiva]] de dos terminals desenvolupada a la [[Universitat Estatal d'Arizona]]. El PMC és una memòria de metal·lització electroquímica que es basa en reaccions [[Reacció d'oxidació reducció|redox]] per formar i dissoldre un filament conductor.<ref name="valov2011">{{Ref-publicació|cognom=Valov|nom=Ilia|cognom2=Waser|nom2=Rainer|cognom3=Jameson|nom3=John|cognom4=Kozicki|nom4=Michael|publicació=Nanotechnology|data=juny 2011|volum=22|exemplar=25|pàgines=254003|doi=10.1088/0957-4484/22/25/254003|pmid=21572191|bibcode=2011Nanot..22y4003V}}</ref> L'estat del dispositiu ve determinat per la resistència entre els dos terminals. L'existència d'un filament entre els terminals produeix un estat de baixa resistència (LRS) mentre que l'absència d'un filament dona lloc a un estat d'alta resistència (HRS). Un dispositiu PMC està fet de dos elèctrodes de metall sòlid, un relativament inert (per exemple, [[tungstè]] o [[níquel]]) i l'altre electroquímicament actiu (per exemple, [[Argent|plata]] o [[coure]]), amb una [[Pel·lícula fina (tecnologia)|fina pel·lícula]] d'[[electròlit sòlid]] entre ells.<ref>{{Ref-publicació|cognom=Michael N. Kozicki, Chakravarthy Gopalan, Murali Balakrishnan, Mira Park, and Maria Mitkova|data=20 agost 2004|publicació=Non-Volatile Memory Technology Symposium|pàgines=10–17|url=http://www.axontc.com/images/Nov04NVMTSpaper.pdf|consulta=13 abril 2017|doi=10.1109/NVMT.2004.1380792|isbn=0-7803-8726-0|article=Còpia arxivada|arxiuurl=https://web.archive.org/web/20160711195216/http://axontc.com/images/Nov04NVMTSpaper.pdf|arxiudata=de juliol 11, 2016}}</ref>

== Funcionament del dispositiu ==
L'estat de resistència d'un PMC està controlat per la formació (programació) o dissolució (esborrat) d'un filament conductor metàl·lic entre els dos terminals de la cèl·lula. Un filament format és una estructura semblant a un [[Agregació limitada per difusió|arbre fractal]].

=== Formació de filaments ===
El PMC es basa en la formació d'un filament conductor metàl·lic per passar a un estat de baixa resistència (LRS). El filament es crea aplicant una polarització [[Diferència de potencial|de tensió]] positiva (''V'') al contacte de [[Ànode|l'ànode]] (metall actiu) mentre [[Terra (electricitat)|es posa a terra]] el contacte de [[càtode]] (metall inert). El biaix positiu [[Reacció d'oxidació reducció|oxida]] el metall actiu (M):

M → M <sup>+</sup> + [[Electró|e <sup>−</sup>]]

La polarització aplicada genera un [[camp elèctric]] entre els dos contactes metàl·lics. Els ions metàl·lics ionitzats (oxidats) migren al llarg del camp elèctric cap al contacte del càtode. En el contacte del càtode, els ions metàl·lics es [[Reacció d'oxidació reducció|redueixen]]:

M <sup>++</sup> [[Electró|e <sup>−</sup>]] → M

A mesura que el metall actiu es diposita al càtode, el camp elèctric augmenta entre l'ànode i el dipòsit. L'evolució del camp elèctric local (''E'') entre el filament en creixement i l'ànode es pot relacionar de manera simplista amb el següent:

<math> E = -\frac{V}{d}</math>

on ''d'' és la distància entre l'ànode i la part superior del filament en creixement. El filament creixerà per connectar-se a l'ànode en pocs nanosegons.<ref name="IEEE">{{Ref-publicació|publicació=Non-Volatile Memory Technology Symposium|pàgines=83–89|cognom=M.N. Kozicki, M. Balakrishnan, C. Gopalan, C. Ratnakumar and M. Mitkova|data=novembre 2005|doi=10.1109/NVMT.2005.1541405|isbn=0-7803-9408-9}}</ref> Els ions metàl·lics es continuaran reduint al filament fins que s'elimini el voltatge, ampliant el filament conductor i disminuint la resistència de la connexió amb el pas del temps. Un cop eliminada la tensió, el filament conductor es mantindrà, deixant el dispositiu en un LRS.

El filament conductor pot no ser continu, sinó una cadena d'illes d'electrodipòsit o nanocristalls.<ref>{{Ref-publicació|publicació=Non-Volatile Memory Technology Symposium|data=novembre 2006|pàgines=111–115|cognom=Muralikrishnan Balakrishnan|cognom2=Sarath Chandran Puthen Thermadam|cognom3=Maria Mitkova|cognom4=Michael N. Kozicki|doi=10.1109/NVMT.2006.378887|isbn=0-7803-9738-X}}</ref> És probable que això prevalgui amb corrents de programació baixes (menys d'1 [[Micro-|μ]][[Ampere|A]]), mentre que un corrent de programació més alt conduirà a un conductor majoritàriament metàl·lic.

=== CBRAM vs. ReRAM d'òxid metàl·lic ===
CBRAM difereix del ReRAM d'òxid metàl·lic perquè, per a CBRAM, els ions metàl·lics es dissolen fàcilment en el material entre els dos elèctrodes, mentre que per als òxids metàl·lics, el material entre els elèctrodes requereix un camp elèctric elevat que causa danys locals semblants a [[Espurneig|la ruptura dielèctrica]], produint un rastre. de defectes de conducció (de vegades anomenat "filament"). Per tant, per a CBRAM, un elèctrode ha de proporcionar els ions de dissolució, mentre que per a la RRAM d'òxid metàl·lic, cal un pas de "formació" únic per generar el dany local.

=== CBRAM vs. Flash NAND ===
La forma principal de memòria no volàtil [[Electrònica d'estat sòlid|d'estat sòlid]] que s'utilitza és [[Memòria flaix|la memòria flaix]], que s'utilitza en la majoria de funcions que abans ocupaven [[Disc dur|els discs durs]]. Flash, però, té problemes que van portar a molts esforços per introduir productes per substituir-lo.

A diferència del flash, PMC escriu amb una potència relativament baixa i a alta velocitat. La velocitat està inversament relacionada amb la potència aplicada (fins a un punt, hi ha límits mecànics), de manera que es pot ajustar el rendiment.

PMC, en teoria, pot escalar a mides molt més petites que el flaix, teòricament tan petites com unes quantes amplades d'ions. Els ions de coure són d'uns 0,75 angstroms,<ref>{{Ref-web|url=http://www.astro.lsa.umich.edu/~cowley/ionsize.html|títol=Ion Sizes of Common Elements|arxiuurl=https://web.archive.org/web/20071107171039/http://www.astro.lsa.umich.edu/~cowley/ionsize.html|arxiudata=2007-11-07}}, compare with Co</ref> de manera que semblen possibles amplades de línia de l'ordre dels nanòmetres. PMC es va promocionar com un disseny més senzill que el flash.

== Referències ==
{{Referències}}


{{ORDENA:Cella De Metallitzacio Programable}}	<!--ORDENA generat per bot-->
[[Categoria:Electrònica]]