Los investigadores de MIPT se asociaron con colaboradores para una demostración exitosa de la memoria de acceso aleatorio magnetoeléctrico (MELRAM). Una transición a la memoria magnetoeléctrica podría permitir ahorros de energía sustanciales, así como el arranque instantáneo de dispositivos. Su artículo fue publicado en Letras de física aplicada .

Memoria de acceso aleatorio, o RAM, es uno de los componentes principales de cualquier computadora o teléfono inteligente. El tipo más común de RAM se conoce como memoria dinámica de acceso aleatorio, o DRAM para abreviar. Es una memoria semiconductora basada en un principio simple. En DRAM, cada celda de memoria consta de un capacitor y un transistor. El transistor se utiliza para admitir corriente en el condensador, permitiendo que se cargue y descargue. La carga eléctrica del condensador almacena información binaria, que se representa convencionalmente como ceros (sin carga) y unos (con carga).

"La tecnología RAM ha avanzado rápidamente, con módulos de memoria cada vez más rápidos. Sin embargo, este tipo de memoria tiene una limitación importante que no se puede superar:su baja eficiencia energética, "dice el investigador principal Sergei Nikitov del MIPT". En este artículo, presentamos la celda de memoria magnetoeléctrica. Reducirá el consumo de energía de lectura y escritura de bits en un factor de 10, 000 o más ".

Una celda MELRAM consta de dos componentes con propiedades notables. El primero es un material piezoeléctrico. La piezoelectricidad es una propiedad de ciertos materiales que se deforman en respuesta al voltaje aplicado y, en cambio, generar voltaje bajo tensión mecánica. El otro componente de MELRAM es una estructura en capas caracterizada por una alta magnetoelasticidad, la dependencia de la magnetización de la deformación elástica. Debido a que la estructura es anisotrópica, es decir, está organizado de manera diferente a lo largo de diferentes ejes, —Se puede magnetizar a lo largo de dos direcciones que corresponden al cero lógico y una en código binario. A diferencia de la RAM dinámica, Las células de memoria magnetoeléctricas son capaces de mantener su estado:no necesitan ser reescritas continuamente y no pierden información cuando se corta la energía.

"Construimos una pieza de prueba de aproximadamente un milímetro de ancho y demostramos que funciona, "dice Anton Churbanov, un doctorado estudiante del Departamento de Electrónica Física y Cuántica, MIPT. "Vale la pena señalar que las estructuras que usamos podrían servir como base para células de memoria de tamaño nanométrico, cuyas dimensiones son similares a las de las celdas RAM normales ".

En el corazón del estudio se encuentra un mecanismo novedoso de lectura de datos, proporcionando una alternativa a los sofisticados sensores de campo magnético utilizados en las células MELRAM anteriores, que no permiten una fácil reducción de escala. Los investigadores encontraron una forma más sencilla de leer información, que no requiere arreglos tan complicados. Cuando se aplica voltaje a la celda de memoria, la capa piezoeléctrica de la estructura está deformada. Dependiendo de la naturaleza de la cepa, la magnetización asume una orientación particular, almacenar información. La orientación cambiante del campo magnético da lugar a un aumento de voltaje en la muestra. Al detectar este voltaje, se puede determinar el estado de la celda de memoria. Pero la operación de lectura puede afectar la magnetización; por lo tanto, es necesario volver a comprometer el valor que se ha leído en la celda de memoria.

Los autores del artículo dicen que su solución se puede reducir sin ningún efecto adverso en su eficiencia. Esto hace que MELRAM sea prometedor para aplicaciones de hardware informático que exigen un bajo consumo de energía.