Un nuevo material magnético desarrollado por los físicos de RIKEN podría aumentar el almacenamiento de la memoria de la computadora al permitir una mayor densidad de memoria y velocidades de escritura de memoria más rápidas. Su investigación ha sido publicada en la revista Nature Communications. .
Los dispositivos de memoria, como los discos duros, almacenan datos creando diferentes patrones de magnetización en un material magnético. Utilizan materiales magnéticos conocidos como ferroimanes, materiales como el hierro y el cobalto en los que los campos magnéticos de los átomos individuales se alinean entre sí cuando se aplica un campo magnético.
Sin embargo, los ferromagnetos no son ideales para el almacenamiento de datos. "El problema con los ferromagnetos es que las áreas vecinas pueden interferir, provocando una magnetización espontánea que corrompe los datos. Por lo tanto, no se puede tener una alta densidad de memoria", explica Meng Wang del Centro RIKEN para Ciencias de la Materia Emergente. "Además, el cambio de patrones de magnetización es lento."
Los materiales antiferromagnéticos, en los que los campos magnéticos de los átomos adyacentes tienden a alinearse en direcciones opuestas, son prometedores para abordar estos desafíos. Pero como la magnetización no se puede observar en los antiferromagnetos, los físicos necesitarían una técnica diferente para codificar y leer datos.
Durante los últimos 20 años, los físicos han estado sugiriendo que ciertos materiales antiferromagnéticos podrían soportar un tipo diferente de comportamiento, llamado "efecto Hall anómalo". Podría usarse para manipular electrones en materiales antiferromagnéticos para almacenar y leer datos.
El efecto Hall convencional fue observado por primera vez en materiales no magnéticos hace más de un siglo por el físico estadounidense Edwin Hall. Cuando se aplica un campo eléctrico a un material conductor, los electrones se mueven en línea recta a lo largo del material, paralela al campo eléctrico. Pero Hall descubrió que cuando también se aplica un campo magnético externo, la trayectoria de los electrones se desvía.
Más tarde, Hall descubrió que esta curvatura también puede ocurrir en algunos materiales magnéticos, incluso cuando no se aplica ningún campo magnético externo, un fenómeno que se denominó efecto Hall anómalo.
Ahora, Wang y sus colegas han demostrado el efecto Hall anómalo en un metal antiferromagnético que contiene rutenio y oxígeno, sin campo magnético. El equipo tuvo que añadir una pequeña cantidad de cromo al cristal, lo que cambió ligeramente su estructura simétrica, permitiendo el efecto.
El efecto Hall anómalo se había observado anteriormente en tipos de antiferroimanes más complejos. Pero esta es la primera vez que se observa el efecto en un metal antiferromagnético que tiene una estructura colineal simple, lo que lo hace atractivo para aplicaciones prácticas.
"Este material es muy fácil de fabricar en película fina", afirma Wang. "Esperamos que nuestro trabajo inspire a otros a buscar otros materiales que sean baratos y fáciles de fabricar".
Más información: Meng Wang et al, Efecto Hall anómalo de campo cero emergente en un metal antiferromagnético de rutilo reconstruido, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-43962-0
Información de la revista: Comunicaciones sobre la naturaleza
Proporcionado por RIKEN
