Michael Nicolas Kozicki több mint tíz éve kezdett foglalkozni az Arizona Állami Egyetemen azzal, hogy szilárdelektrolitokban elektromos áram segítségével célzottan vékony fémvezetékeket hozzon létre és szüntessen meg. A Programmable Metallization Cell (PMC) névre keresztelt technológia megszületésének hátterében az a szándék állt, hogy hordozható eszközök, például médialejátszók számára nagy kapacitású, kis méretű, mozgó alkatrészt nem tartalmazó tárolót fejlesszenek ki, amely áramellátás nélkül is megőrzi tartalmát. Hogy az egyetem az ígéretes eljárást jogilag is védetté tegye, és befektetőket vonhasson be a fejlesztésbe, 1996-ban létrehozták az Axon Technologiest, amely azóta számos szabadalmat jegyeztetett be, a Micron és a Qimonda személyében iparági nagyságok vették meg licenceit, de olyan cégek is érdeklődnek technológiája iránt, mint az IBM, a Samsung vagy a Sony.
A PMC memória (PMCm) egy egyszerű elektrokémiai folyamaton alapul: az elektrolitban fémhidak keletkeznek, ha az elektródákra feszültséget kapcsolnak, a kialakult áthidalásokat pedig az elektródák pólusainak megcserélésével tudják megszüntetni. Ezt először ezüst-, majd rézatomok oxidációjával, illetve ezek ionjainak redukciójával érték el. Ha nincs a két elektróda között fémes kapcsolat, akkor köztük nagy az ellenállás, míg ha hidat képeznek, akkor lecsökken az ellenállás, ez a két állapot pedig kiválóan alkalmas az 1 és 0 bitek kódolására.
A nagyobb gondot az alkalmazott anyagok kiválasztása jelentette. Három évvel ezelőtt már nagyon jó eredményekről számolhatott be a Kozicki által vezetett Alkalmazott Nanoionikai Központ: a létrehozott memória kicsi, gyors, energiatakarékos volt, azonban gyárthatóság szempontjából nem felelt meg az elvárásoknak. Olyan anyagokat tartalmazott ugyanis, amelyet a félvezetőipar nem használt, és így ki sem ismerhetett, illetve amelyek nem voltak stabilak a bevett gyártástechnológia körülményei között. Természetesen az elektródák és az elektrolit anyagára is több megoldást dolgoztak ki, és a fejlesztésbe bevonták a németországi Jülich kutatóközpontját is. Az áttörés, úgy tűnik, bekövetkezett, a két tudóscsoport által nemrég közzétett tanulmány szerint ugyanis sikerült tömeggyártásra alkalmassá tenni a PMCm-et, amely szilícium hordozón a hagyományos CMOS technológiával készülő vezérlőáramkörökkel is gond nélkül integrálható.
A PMCm körül nem véletlenül nagy a felhajtás, hiszen a tartalmukat megőrző, ún. non-volatile memóriák iránt egyre nagyobb a kereslet. A flashmemória piaca az utóbbi években rendkívül gyorsan bővült, ám a technológia belátható időn belül eléri fizikai korlátait – az adatsűrűség és a sebesség egy határon túl nem növelhető tovább, és bár sokat javult e tárolótípus élettartama, a cellák véges írás-törlés ciklust viselnek el, ami bizonyos felhasználási területekről eleve kizárja őket. Ehhez képest a PMCm ezerszer kevesebb energiát igényel, előállítási költségei pedig a flash tizedéről indulnak. A jelenlegi állapot szerint 40 nm körüli cellaméretnél és egy írási vagy törlési művelet 30 ns alatti időigényénél tartanak, a kutatók azonban a technológia finomítása során jó skálázhatóságra számítanak. A mintapéldányok cellái 1010 írás-törlési ciklus után sem mutattak számottevő károsodást, a számítások alapján 1016-nál több ciklusra kiterjedő élettartam jósolható. Ez azt is jelenti, hogy a PMCm-ek nemcsak adatok tartós tárolására alkalmasak, de akár munkamemóriaként is bevethetők olyan alkalmazásokban, melyeknél nem feltétel a kis késleltetés. Adatsűrűségét egy hasonlattal úgy lehet érzékeltetni, hogy egy pendrive méretű eszköz terabájtnyi adatot tárolhatna.
A PMC technológia mindezeken túl nem csupán memóriák kialakítását teszi lehetővé. Ha több elektródát zsúfolnak egymás mellé, akkor attól függően, hogy mely kettő között folyik áram, kapcsolókat, üzem közben konfigurálható áramköröket hozhatnak létre. Többek közt a NASA is érdeklődik az eljárás iránt, ugyanis olyan öngyógyító képességgel bíró áramköröket remél tőle, melyeket az űrbe fellőtt, erős kozmikus sugárzásnak kitett eszközök élettartamának meghosszabbításához használhatna.
