Chips de memoria revolucionarios para afrontar el auge imparable de la información digital

Muchos pronósticos indican que, dentro de unas pocas décadas, el creciente volumen de datos almacenados en formato digital constituirá uno de los mayores consumidores de energía del mundo. Mitigar la magnitud de ese consumo energético se ha convertido en un reto.

Ahora, un equipo integrado, entre otros, por Saroj P. Dash y Bing Zhao, de la Universidad Chalmers de Tecnología en Suecia, ha hecho un hallazgo revolucionario que podría ser la clave para superar ese desafío.

En física e ingeniería, se suelen considerar dos estados magnéticos fundamentales: el ferromagnetismo y el antiferromagnetismo. El ferromagnetismo es el fenómeno habitual (observado en los imanes cotidianos) que atrae materiales como el hierro, el níquel o el cobalto. En este estado, los electrones se alinean uniformemente, como soldados en formación, creando un campo magnético unificado que es perceptible externamente. En cambio, el antiferromagnetismo involucra electrones con espines opuestos, lo que provoca que sus estados magnéticos se contrarresten entre sí. La combinación de estas dos fuerzas opuestas ofrece importantes ventajas, lo que las hace perfectas para la memoria de los ordenadores y para otros usos. Sin embargo, hasta ahora, esto solo ha sido posible mediante la combinación de diferentes materiales ferromagnéticos y antiferromagnéticos en estructuras multicapa.

A diferencia de estos complejos sistemas multicapa, Dash, Zhao y sus colegas han logrado integrar ambas fuerzas magnéticas en una única estructura cristalina bidimensional.

Concretamente, han descubierto y aprovechado un material con un grosor del orden del átomo que permite la coexistencia de las dos fuerzas magnéticas, reduciendo drásticamente el consumo de energía en dispositivos de memoria en un factor de diez. Este descubrimiento podría abrir el camino hacia una nueva generación de sistemas de memoria ultraeficientes y fiables para la inteligencia artificial, los teléfonos móviles y el procesamiento avanzado de datos.

El nuevo chip emplea un novedoso material, con un grosor del orden del átomo, que permite combinar dos fuerzas magnéticas opuestas de un modo capaz de posibilitar un consumo energético diez veces menor que el de los dispositivos de memoria convencionales. (Imagen: Chalmers / Roselle Ngaloy)

El equipo de Dash y Zhao expone los detalles técnicos de su logro en la revista académica Advanced Materials, bajo el título “Coexisting Non-Trivial Van der Waals Magnetic Orders Enable Field-Free Spin-Orbit Torque Magnetization Dynamics”. (Fuente: NCYT de Amazings)