Discos duros magnetoeléctricos que no requieren bajas temperaturas

Los ordenadores a menudo funcionan de forma continuada, consumiendo muchos kilovatios hora de electricidad al año. La mayoría se emplean para el almacenamiento de datos. Estos son escritos sobre discos duros como bits magnéticos, mediante estados de unos o ceros, un proceso que requiere una inversión continua de la polaridad desde más a menos y viceversa. Esta inversión del polo magnético consume mucha energía, y supone una considerable emisión de calor. Esta es la razón por la que los ordenadores tienen que ser refrigerados de forma intensiva mientras están funcionando. Esto requiere mucha energía, acarrea costes altos y no ayuda precisamente a cuidar el medio ambiente. Los científicos han estado mucho tiempo buscando un material que elimine este inconveniente del almacenamiento magnético convencional de datos.

Desde hace algunos años, los llamados materiales multiferroicos magnetoeléctricos han atraído el interés de los investigadores como una posible alternativa.

El uso de dichos materiales promete hacer posibles ordenadores más eficientes desde el punto de vista energético, porque sería suficiente un campo eléctrico para el almacenamiento magnético de datos. Para producir esto, se requiere una cantidad de energía y de refrigeración mucho menor que con el almacenamiento magnético convencional.

Con estos materiales, la necesaria funcionalidad magnética se consigue mediante la aplicación de un campo eléctrico, en vez de uno magnético, dado que estas dos propiedades físicas están emparejadas en el material. El estado que lo permite suele requerir temperaturas muy bajas, normalmente por debajo de 173 grados centígrados bajo cero, y resulta imposible a temperaturas propias de la vida cotidiana.

El objeto gris mate es un cristal de perovskita por capas de cobre-hierro. (Foto: Paul Scherrer Institute / Markus Fischer)

Hace dos años, un grupo de trabajo en el Instituto Paul Scherrer (PSI) de Suiza consiguió desplazar el límite de temperatura hasta 37 grados centígrados. Esto fue un gran paso adelante, pero aún no era suficiente para intentar usarlo en ordenadores portátiles y otros sistemas de almacenamiento de datos que se calientan mucho.

Ahora, el equipo internacional de Marisa Medarde y Tian Shang, ambos del PSI, ha conseguido estabilizar un material magnetoeléctrico multiferroico que retiene las propiedades magnéticas necesarias incluso a 100 grados centígrados.

Para poder mantener las propiedades magnéticas estables incluso a esta última temperatura, los investigadores tuvieron que recurrir a un diseño del material que incluyó hacerlo más compacto.

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