(Phys.org) —En 2015, Los científicos descubrieron un nuevo efecto de magnetorresistencia, es decir, una nueva forma en que la magnetización afecta la resistencia eléctrica de un material, pero aún no había encontrado una aplicación prometedora para el descubrimiento, más allá de las tecnologías existentes. Ahora en un nuevo periódico los mismos investigadores han demostrado que el efecto se puede utilizar para diseñar memorias con cuatro estados magnéticos estables distintos, permitiendo que las memorias almacenen cuatro bits de información en una sola estructura magnética.

Los investigadores, Can Onur Avci et al., en MIT y ETH Zürich, han publicado un artículo sobre el nuevo concepto de memoria en un número reciente de Letras de física aplicada .

"Con algunos dispositivos y optimización estructural, la densidad de bits de los dispositivos de memoria de acceso aleatorio existentes puede aumentar por varios factores, con posibilidad de funcionamiento totalmente eléctrico, "Avci dijo Phys.org .

Los efectos de la magnetorresistencia se remontan a alrededor de 1850, cuando Lord Kelvin demostró que aplicar un campo magnético a un objeto metálico aumenta la resistencia eléctrica del objeto en una dirección y la disminuye en la dirección perpendicular. Desde entonces, Se han descubierto varios otros tipos de magnetorresistencia. Más destacado, Albert Fert y Peter Grünberg ganaron el Premio Nobel de Física 2007 por su descubrimiento de la magnetorresistencia gigante, que se utiliza para fabricar sensores de campo magnético que se encuentran en muchas de las unidades de disco duro de las computadoras actuales.

En 2015, los científicos descubrieron el efecto de magnetorresistencia más reciente, llamado magnetorresistencia Hall de giro unidireccional. Este efecto se diferencia de otros tipos de magnetorresistencia en que el cambio de resistencia depende de la dirección de la magnetización o de la corriente eléctrica. Como explican los científicos, este efecto dependiente de la dirección se produce porque los electrones de espín polarizados creados por el efecto Hall de espín en una capa no magnética se desvían en direcciones opuestas por la magnetización de la capa magnética adyacente.

Previamente, este nuevo efecto se demostró en estructuras de dos capas que constan de una capa magnética y una no magnética. Pero agregando otra capa magnética, los investigadores lograron una gran ventaja potencial para los recuerdos:la capacidad de distinguir no solo entre dos, pero cuatro estados magnéticos. Otros tipos de efectos de magnetorresistencia solo son sensibles a la orientación relativa de las magnetizaciones (paralelas o antiparalelas), aunque es posible tener cuatro estados magnéticos distintos. Debido a que el nuevo efecto es sensible a la dirección de magnetización de las capas individuales, puede distinguir entre los cuatro estados.

Luego, los investigadores demostraron cuatro niveles de resistencia distintos correspondientes a los cuatro estados magnéticos diferentes en su dispositivo de tres capas. Demostraron que los cuatro niveles de resistencia se pueden leer mediante una simple medición eléctrica, allanando el camino para el desarrollo de un dispositivo de memoria completamente eléctrico de múltiples bits por celda.

Los investigadores esperan que sea posible escalar este dispositivo de memoria a densidades de bits más altas agregando más capas, que podría habilitar de manera realista ocho estados de magnetización diferentes, cada uno con su propio nivel de resistencia único. En el futuro, Los investigadores también planean buscar materiales que exhiban un efecto de magnetorresistencia Hall de giro unidireccional más grande, lo que mejoraría aún más el rendimiento de estos dispositivos de memoria.

© 2017 Phys.org