A medida que prosperan las aplicaciones de big data y en la nube, Uno de los grandes desafíos para la informática del futuro es encontrar métodos energéticamente eficientes para el almacenamiento de datos.

El material magnético se usa comúnmente para el almacenamiento de datos (piense en las tiras magnéticas en la parte posterior de una tarjeta de crédito) y la capacidad de cambiar la "polaridad" (dirección de magnetización) de las partículas magnéticas que se retienen durante largos períodos de tiempo sin necesidad de energía es esencial a la memoria magnética no volátil.

Un grupo de investigadores de la Escuela de Ingeniería de la Universidad Commonwealth de Virginia ha desarrollado un proceso para provocar este cambio de "polaridad" magnética. El método del grupo ofrece una reducción significativa de la energía necesaria para el almacenamiento de memoria en la nube y big data.

"Cuando miras la reducción de energía que esto proporciona, es un cambio importante, "dijo Jayasimha Atulasimha, Doctor., Profesor asociado de Qimonda en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Nuclear. "Esto tiene el potencial de reducir significativamente el consumo de energía al cambiar los dispositivos de memoria magnética no volátil".

El sistema que Atulasimha y los candidatos a doctorado Dhritiman Bhattacharya y Md Mamun Al-Rashid han diseñado utiliza un campo eléctrico para invertir la dirección de los skyrmions magnéticos. Un skyrmion magnético es un estado magnético caracterizado por un núcleo que apunta hacia arriba o hacia abajo, y gira progresivamente desde su núcleo hasta su periferia.

Bhattacharya descubrió que un campo eléctrico por sí solo podía provocar un cambio en la magnetización del núcleo. Usando un campo eléctrico, en lugar de corriente o campo magnético, presenta la posibilidad de una memoria magnética más eficiente desde el punto de vista energético para la informática.

"Lo emocionante de este tipo de codificación magnética es que solo se necesita una pequeña cantidad de energía para girar y, una vez que tienes la dirección que deseas, puede permanecer allí durante mucho tiempo. No se necesita energía adicional, "Dijo Bhattacharya.

Al-Rashid comparó los hallazgos de Bhattacharya de forma independiente.

"Nos sorprendieron los primeros resultados de que un campo eléctrico por sí solo podría revertir el núcleo de skyrmion, pero ahora entendemos por qué sucede esto". "dijo Al-Rashid.

En la siguiente fase de la investigación del grupo, investigarán cómo funciona este proceso en presencia de ruido térmico a temperatura ambiente. También determinarán qué tan controlado está el proceso para evaluar si las polaridades se pueden invertir cada vez en presencia de tales perturbaciones.

Además del ahorro de energía para el almacenamiento de big data, esta tecnología puede tener aplicaciones en dispositivos integrados en el cuerpo para que puedan funcionar con reemplazos de batería menos frecuentes. También puede proporcionar una herramienta para una lógica más sofisticada en el procesamiento y la recuperación de datos.

"Ahora mismo tenemos una idea respaldada por rigurosas simulaciones, ", Dijo Atulasimha." Esperamos estudiar este sistema más ampliamente, así como trabajar en colaboración con otros grupos experimentales para establecer una prueba de concepto sólida con la esperanza de que esta idea tenga aplicaciones en una de estas áreas ".