(PhysOrg.com) - Los investigadores de ingeniería de la Universidad de Michigan han encontrado una manera de mejorar el rendimiento de los materiales ferroeléctricos, que tienen el potencial de fabricar dispositivos de memoria con más capacidad de almacenamiento que los discos duros magnéticos, una velocidad de escritura más rápida y una vida útil más prolongada que la memoria flash.

En la memoria ferroeléctrica, la dirección de la polarización eléctrica de las moléculas sirve como 0 o 1 bit. Se usa un campo eléctrico para invertir la polarización, que es como se almacenan los datos.

Con sus colegas de la U-M y colaboradores de la Universidad de Cornell, Universidad Penn State, y la Universidad de Wisconsin, Madison, Sartén Xiaoqing, profesor del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la U-M, ha diseñado un sistema de materiales que forma espontáneamente pequeñas espirales nanométricas de la polarización eléctrica a intervalos controlables, lo que podría proporcionar sitios de gemación naturales para el cambio de polarización y, por lo tanto, reducir la potencia necesaria para voltear cada bit.

"Para cambiar el estado de una memoria ferroeléctrica, tiene que suministrar suficiente campo eléctrico para inducir a una pequeña región a cambiar la polarización. Con nuestro material, tal proceso de nucleación no es necesario, "Pan dijo." Los sitios de nucleación están intrínsecamente allí en las interfaces de los materiales ".

Para que esto suceda los ingenieros colocaron en capas un material ferroeléctrico sobre un aislante cuyas celosías de cristal estaban estrechamente emparejadas. La polarización provoca grandes campos eléctricos en la superficie ferroeléctrica que son responsables de la formación espontánea de los sitios de gemación. conocido como "nanodominios de vórtice".

Los investigadores también mapearon la polarización del material con resolución atómica, que fue un desafío clave, dada la pequeña escala. Utilizaron imágenes de un microscopio electrónico de transmisión de resolución subangstrom en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. También desarrollaron software de procesamiento de imágenes para lograr esto.

"Este tipo de mapeo nunca se ha realizado, "Pan dijo." Usando esta técnica, hemos descubierto nanodominios de vórtices inusuales en los que la polarización eléctrica gira gradualmente alrededor de los vórtices ".