Los detalles de sus hallazgos se publicaron en la revista Nature Communications. el 7 de marzo de 2024.

Los dispositivos espintrónicos, representados por la memoria magnética de acceso aleatorio (MRAM), utilizan la dirección de magnetización de materiales ferromagnéticos para memorizar información. Debido a su no volatilidad y su bajo consumo de energía, los dispositivos espintrónicos probablemente desempeñarán un papel fundamental en los futuros componentes de almacenamiento de información.

Sin embargo, los dispositivos espintrónicos basados ​​en ferroimanes tienen un peligro potencial. Los ferromagnetos generan campos magnéticos a su alrededor, que afectan a los ferromagnetos cercanos. En un dispositivo magnético integrado, esto da como resultado una diafonía entre bits magnéticos, lo que limitará la densidad de la memoria magnética.

El equipo de investigación, compuesto por Hidetoshi Masuda, Takeshi Seki, Yoshinori Onose y otros del Instituto de Investigación de Materiales de la Universidad de Tohoku, y Jun-ichiro Ohe de la Universidad de Toho, demostró que los materiales magnéticos llamados imanes helicoidales se pueden utilizar para un dispositivo de memoria magnética, que debería resolver el problema del campo magnético.

En los imanes helicoidales, las direcciones de los momentos magnéticos atómicos están ordenadas en espiral. La espiral derecha o izquierda, llamada quiralidad, podría utilizarse para memorizar la información. Los campos magnéticos inducidos por cada momento magnético atómico se anulan entre sí, por lo que los imanes helicoidales no generan ningún campo magnético macroscópico. "Los dispositivos de memoria basados ​​en la direccionalidad de los helimagnetos, libres de interferencias entre bits, podrían allanar un nuevo camino para mejorar la densidad de la memoria", afirma Masuda.

El equipo de investigación demostró que la memoria quiral se puede escribir y leer a temperatura ambiente. Fabricaron películas delgadas epitaxiales de un helimagnet MnAu₂ a temperatura ambiente. y demostró la conmutación de la quiralidad (derecha e izquierda de la espiral) mediante pulsos de corriente eléctrica bajo campos magnéticos. Además, fabricaron un dispositivo bicapa compuesto de MnAu₂ y Pt (platino) y demostró que la memoria quiralidad se puede leer como un cambio de resistencia, incluso sin campos magnéticos.

"Hemos descubierto la capacidad potencial de la memoria quiral en imanes helicoidales para dispositivos de memoria de próxima generación; puede ofrecer bits de memoria de alta densidad, no volátiles y altamente estables", añade Masuda. "Es de esperar que esto conduzca a futuros dispositivos de almacenamiento con una densidad de información ultraalta y una alta confiabilidad".