(PhysOrg.com) - Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison ha desarrollado un nuevo enfoque para crear nanodispositivos potentes, y sus descubrimientos podrían allanar el camino para que otros investigadores comiencen un desarrollo más generalizado de estos dispositivos.
Los descubrimientos se publicaron en la edición en línea de Materiales de la naturaleza hoy (28 de febrero). Chang-Beom Eom, un profesor de ciencia e ingeniería de materiales de la UW-Madison, lidera el equipo, que incluye estudiantes graduados de UW-Madison y asociados y colaboradores de investigación de Penn State University, la Universidad de Michigan y la Universidad de California, Berkeley.
Los materiales de óxido de metal particulares (incluidas algunas ferritas) tienen una propiedad magnetoeléctrica única que permite que el material cambie su campo magnético cuando su polarización es cambiada por un campo eléctrico y viceversa. Esta propiedad significa que estos materiales se pueden utilizar como bases para dispositivos que actúan como traductores de señales capaces de producir electricidad, respuestas magnéticas o incluso ópticas, y los dispositivos pueden almacenar información en cualquiera de estas formas.
Esto podría producir una variedad de dispositivos magnetoeléctricos con una amplia gama de aplicaciones, como nuevos circuitos integrados o pequeños dispositivos electrónicos con la capacidad de almacenamiento de información de los discos duros.
"Todos tenemos dispositivos eléctricos y magnéticos que funcionan de forma independiente, pero a veces queremos que estas funciones se integren en un dispositivo con una señal utilizada para múltiples respuestas, "dice Eom.
Esencialmente, Eom y su equipo han desarrollado una hoja de ruta para ayudar a los investigadores a "acoplar" los mecanismos eléctricos y magnéticos de un material. A medida que los investigadores ejecutan una corriente a través de un dispositivo magnetoeléctrico, las señales eléctricas siguen el campo eléctrico como un camino. El destino final de las señales podría ser, como ejemplo, un "banco" de memoria operado por un campo magnético. Cuando los investigadores cambian el campo eléctrico, las señales encuentran una bifurcación en el camino. Aunque ambas puntas de la cabeza de la horquilla en una dirección similar, un camino es el correcto y hará que el campo magnético cambie. Esto permitirá que la información transportada por las señales se almacene en el banco. Si las señales toman el camino incorrecto, el estado magnético no cambia, el banco permanece inaccesible, y la información se pierde tan pronto como se apaga el campo eléctrico.
Además de determinar la ruta adecuada para las señales eléctricas, el equipo ha desarrollado una matriz que garantiza que el efecto de acoplamiento cruzado sea estable, o no volátil, lo que permite el almacenamiento de datos a largo plazo. Luego, esta matriz se incrusta en películas delgadas.
Estos dos descubrimientos, el camino correcto y la matriz estabilizadora, permitirán a otros investigadores estudiar la física fundamental del acoplamiento cruzado en materiales y comenzar a investigar cómo convertir en realidad las muchas posibilidades de los dispositivos multifuncionales.
"La gente ha estado imaginando múltiples usos para el acoplamiento cruzado, ", dice Eom." Este trabajo nos permitirá fabricar dispositivos magnetoeléctricos no volátiles a nanoescala, lo que significa que podemos almacenar la información incluso después de apagar la alimentación ".
