Los óxidos de metales de transición (TMO) se estudian ampliamente, materiales tecnológicamente importantes, debido a sus complejas interacciones electrónicas, dando lugar a una gran variedad de fenómenos colectivos. Los efectos de la memoria en los TMO han despertado un gran interés, siendo tanto de interés científico fundamental como de importancia tecnológica.
Dr. Amos Sharoni del Departamento de Física de la Universidad Bar-Ilan, e Instituto de Nanotecnología y Materiales Avanzados (BINA), ahora ha descubierto un nuevo tipo de efecto de memoria, no relacionado con los efectos de la memoria previamente informados.
Dr. Sharoni, junto con su alumno Naor Vardi, y con el apoyo de modelos teóricos de Yonatan Dubi de la Universidad Ben-Gurion en el Negev, utilizó un diseño experimental simple para estudiar los cambios en las propiedades de dos TMO, VO2 y NdNiO3, que experimentan una transición de fase metal-aislante. Sus resultados, recién publicado en la revista Materiales avanzados , no solo demuestran un nuevo fenómeno, sino que en tono rimbombante, también proporcionamos una explicación de su origen.
Memoria de inversión de rampa
Las transiciones metal-aislante son transiciones de un metal (material con buena conductividad eléctrica de cargas eléctricas) a un aislante (material donde la conductividad de las cargas se suprime rápidamente). Estas transiciones se pueden lograr mediante una pequeña variación de parámetros externos como la presión o la temperatura.
En el experimento de Sharoni, cuando se calienta, los TMO estudiados pasan de un estado a otro, y sus propiedades sufren un cambio, comenzando en un área pequeña donde las "islas" se desarrollan y luego crecen, y viceversa durante el enfriamiento, similar a la coexistencia de hielo y agua durante el derretimiento. Sharoni enfrió sus muestras mientras la transición estaba en proceso, y luego examinó lo que sucedió cuando se recalentaron. Descubrió que cuando el óxido de metal recalentado alcanzaba el punto de temperatura en el que se había producido el reenfriamiento, es decir, en el estado de coexistencia de fase - se midió un aumento de la resistencia. Y este aumento de la resistencia se observó en cada punto diferente en el que se inició el enfriamiento. Este fenómeno hasta ahora desconocido y sorprendente demuestra la creación de una "memoria".
Sharoni explica:"Cuando se invierte la rampa de temperatura, y la muestra se enfría en lugar de calentar, el cambio de dirección crea una "cicatriz" siempre que haya un límite de fase entre las islas conductoras y aislantes. La secuencia de inversión de rampa "encripta" en el TMO una "memoria" de la temperatura de inversión, que se manifiesta como una mayor resistencia ". Además, es posible crear y almacenar más de una "memoria" en el mismo espacio físico.
Sharoni compara la creación de una "cicatriz" con el movimiento de las olas en la orilla del mar. Una ola se precipita por la playa y, a medida que retrocede, deja un pequeño montículo de arena en el punto más alejado que alcanzó. Cuando la ola regresa, reduce la velocidad y frena cuando alcanza el obstáculo del montículo en su camino. Sin embargo, si sigue una fuerte ola, se precipita sobre el montículo y lo destruye. Similar, Sharoni descubrió que calentar aún más el TMO le permite completar la transición y cruzar los límites marcados, "curando" las cicatrices y borrando inmediatamente la memoria. Por el contrario, el enfriamiento no los borra.
Tecnología y seguridad
Los resultados del trabajo de Sharoni tendrán un impacto importante en la investigación adicional, tanto experimentales como teóricos, y la simplicidad del diseño experimental permitirá a otros grupos que estudian sistemas relevantes realizar mediciones similares con facilidad.
La naturaleza multiestado del efecto memoria, por el que más de una pieza de información puede coexistir en el mismo espacio, podría aprovecharse para la tecnología de la memoria. Y aunque los datos de la computadora eliminados no son seguros y se pueden recuperar, al menos parcialmente, por hackers talentosos, la propiedad de "borrar al leer" de este sistema podría hacer una contribución invaluable a las tecnologías de seguridad.
