Los científicos del Instituto de Tecnología de Tokio han logrado la inversión de la magnetización en la ferrita de bismuto sustituida con cobalto mediante la aplicación de un campo eléctrico. Los investigadores han buscado esta técnica durante más de una década para crear nuevos tipos de dispositivos de memoria magnética de bajo consumo de energía.

En la era de la revolución de la tecnología de la información, la electrónica demanda una rápida evolución facilitada por mayores esfuerzos por parte de los investigadores de materiales. En particular, una mejor comprensión de las propiedades electromagnéticas de los materiales y nuevas formas de aprovecharlas permitiría la fabricación de dispositivos basados ​​en dichos principios.

Hace dos años, un equipo de investigación del Laboratorio de Materiales y Estructuras del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech), dirigido por el Prof. Masaki Azuma, demostraron propiedades prometedoras de la ferrita de bismuto sustituida con cobalto (BFCO). Este peculiar material exhibe propiedades ferroeléctricas y ferromagnéticas a temperatura ambiente; el equipo infirió que estos están acoplados de una manera que podría explotarse para exhibir la inversión de la magnetización del material mediante la aplicación de un campo eléctrico a temperatura ambiente sin la necesidad de corriente eléctrica.

En un estudio más reciente, el equipo presentó pruebas de esta inversión de magnetización hipotética en películas delgadas de BFCO a temperatura ambiente. Si bien los investigadores anteriores vieron cierto éxito en lograr la reversión de la magnetización, sus resultados fueron para la magnetización en el plano en un material multicapa, que conlleva algunas desventajas. "La observación directa de la inversión de magnetización en un material monofásico con ordenamientos ferroeléctricos y ferromagnéticos es crucial para el estudio del acoplamiento intrínseco entre ellos. Además, la inversión de magnetización fuera del plano es deseable desde el punto de vista de la integración, "explica Azuma.

Por lo tanto, el equipo fabricó películas delgadas de BFCO que exhibían magnetización espontánea. Debido a que BFCO es muy sensible a la deformación reticular, Estas películas delgadas se cultivaron en GdScO ortorrómbico ₃ , cuya estructura de celosía coincide al máximo con la de BFCO y refuerza el crecimiento de películas altamente cristalinas con una tensión de celosía mínima. Después de verificar la presencia de magnetización fuera del plano, el equipo continuó investigando la correlación entre los dominios ferromagnético y ferroeléctrico para ver si era posible la inversión de la magnetización al cambiar la polarización eléctrica.

En las imágenes de microscopía de fuerza piezoeléctrica y de microscopía de fuerza magnética resultantes, los investigadores encontraron que sus intentos fueron exitosos y que fue, Por supuesto, posible lograr una inversión de magnetización fuera del plano utilizando un campo eléctrico a temperatura ambiente. Esta es la primera vez que se lleva a cabo tal hazaña, y pronto podría convertirse en el principio operativo de un nuevo tipo de dispositivo de memoria.

Azuma dice, "La demostración actual de inversión magnética utilizando un campo eléctrico allana el camino hacia un bajo consumo de energía, memorias magnéticas no volátiles, como las memorias magnetorresistivas de acceso aleatorio ".