Un equipo de investigación del Instituto Nacional de Ciencia de Materiales (NIMS), Nanoarquitectónica de materiales (MANA) y la Universidad de Ciencias de Tokio, Japón, Desarrolló conjuntamente un dispositivo capaz de controlar el magnetismo a un nivel de corriente más bajo que los dispositivos espintrónicos convencionales. El nuevo dispositivo se fabricó combinando un electrolito sólido con un material magnético, y permitir la inserción / eliminación de iones en / desde el material magnético mediante la aplicación de voltaje.

Un equipo de investigación del Centro Internacional de Nanoarquitectónica de Materiales (MANA), compuesto por el becario postdoctoral Takashi Tsuchiya (actualmente en la Universidad de Ciencias de Tokio), líder del grupo Kazuya Terabe, y el director Masakazu Aono, desarrolló un dispositivo capaz de controlar el magnetismo a un nivel de corriente más bajo que los dispositivos espintrónicos convencionales, con el profesor Tohru Higuchi de la Universidad de Ciencias de Tokio. El nuevo dispositivo se fabricó combinando un electrolito sólido con un material magnético, y permitir la inserción / eliminación de iones en / desde el material magnético mediante la aplicación de voltaje. Debido a que el dispositivo tiene una estructura simple y es capaz de una alta integración, puede conducir al desarrollo de dispositivos de memoria de alta densidad y alta capacidad totalmente nuevos con bajo consumo de energía.

Los dispositivos de grabación (memoria) de alta densidad y alta capacidad para el almacenamiento de una gran cantidad de datos se han vuelto importantes debido a la explosión de información actual. Dispositivos de espintrónica, que utilizan características tanto de la carga como del espín de los electrones para registrar información, están atrayendo mucha atención como un tipo de dispositivo de memoria. Sin embargo, Se ha señalado que los elementos espintrónicos son difíciles de utilizar en alta integración debido a sus complejas estructuras y requieren un alto nivel de corriente de escritura.

Usando un electrolito sólido conductor de iones de litio, el grupo de investigación insertó / eliminó iones de litio en / del material magnético Fe3O4 para cambiar la densidad del portador electrónico y la estructura electrónica del material magnético. Al hacerlo, el grupo de investigación afinó con éxito las propiedades magnéticas, incluidas la magnetorresistencia y la magnetización. La técnica desarrollada en este estudio, que aprovecha el movimiento iónico, permite que los dispositivos espintrónicos controlen el magnetismo a un nivel de corriente más bajo que los dispositivos convencionales, les permite tener una estructura simple, y los hace capaces de una alta integración. Es más, todo el dispositivo está hecho de materiales sólidos, evitar que se produzcan fugas de líquido. Debido a estas características ventajosas, Se espera que esta técnica permita el desarrollo de dispositivos de memoria de alta capacidad y alta densidad con bajo consumo de energía. utilizando procesos de semiconductores convencionales.

Basado en estos resultados, el grupo de investigación seguirá avanzando en el desarrollo de técnicas de microfabricación para lograr una alta integración, y realizar experimentos de demostración con el objetivo de aplicar esta técnica a dispositivos de memoria de alta densidad y alta capacidad.

Este estudio fue publicado en la versión en línea de ACS Nano el 6 de enero 2016 (hora de Japón).