Este avance ofrece una solución sostenible a los desafíos actuales en el almacenamiento de información, con potencial para una integración a gran escala y una alta durabilidad.
Un equipo de científicos ha propuesto un nuevo concepto para dispositivos de memoria basados en imanes, que podría revolucionar los dispositivos de almacenamiento de información debido a su potencial de integración a gran escala, no volatilidad y alta durabilidad.
Los detalles de sus hallazgos fueron publicados en la revista Nature Communications .
Los dispositivos espintrónicos, representados por la memoria de acceso aleatorio magnético (MRAM), utilizan la dirección de magnetización de los materiales ferromagnéticos para memorizar información. Debido a su falta de volatilidad y su bajo consumo de energía, los dispositivos espintrónicos probablemente desempeñarán un papel fundamental en los componentes de almacenamiento de información del futuro.
Retos y nuevas soluciones
Sin embargo, los dispositivos espintrónicos basados en ferroimanes tienen un problema potencial: los ferroimanes generan campos magnéticos a su alrededor que afectan a los ferroimanes cercanos. En un dispositivo magnético integrado, esto da como resultado una diafonía entre los bits magnéticos, lo que limitará la densidad de la memoria magnética.
El equipo de investigación, integrado por Hidetoshi Masuda, Takeshi Seki, Yoshinori Onose y otros del Instituto de Investigación de Materiales de la Universidad de Tohoku, y Jun-ichiro Ohe de la Universidad de Toho, demostró que los materiales magnéticos llamados imanes helicoidales pueden utilizarse para un dispositivo de memoria magnética, lo que debería resolver el problema del campo magnético.
Imanes helicoidales y memoria quiral
En los imanes helicoidales, las direcciones de los momentos magnéticos atómicos están ordenadas en una espiral. La quiralidad o dextrógira de la espiral podría utilizarse para memorizar la información. Los campos magnéticos inducidos por cada momento magnético atómico se anulan entre sí, de modo que los imanes helicoidales no generan ningún campo magnético macroscópico. “Los dispositivos de memoria basados en la lateralidad de los heliimanes, libres de interferencias entre bits, podrían abrir un nuevo camino para mejorar la densidad de la memoria”, afirma Masuda.
El equipo de investigación demostró que la memoria de quiralidad se puede escribir y leer a temperatura ambiente. Fabricaron películas delgadas epitaxiales de un heliimán a temperatura ambiente MnAu2 y demostraron el cambio de quiralidad (orientación hacia la derecha y hacia la izquierda de la espiral) mediante pulsos de corriente eléctrica bajo campos magnéticos. Además, fabricaron un dispositivo bicapa compuesto de MnAu2 y Pt (platino) y demostraron que la memoria de quiralidad se puede leer como un cambio de resistencia, incluso sin campos magnéticos.
Implicaciones futuras
“Hemos descubierto la capacidad potencial de la memoria quiral en imanes helicoidales para dispositivos de memoria de próxima generación; puede ofrecer bits de memoria de alta densidad, no volátiles y muy estables”, añade Masuda. “Esperamos que esto conduzca a futuros dispositivos de almacenamiento con una densidad de información ultraalta y una alta fiabilidad”.