Arribant al límit de la capacitat del silici.

S'està arribant als límits de les capacitats del silici en termes de densitat d'emmagatzematge de dades i de la  velocitat d'acce´s a la memòria. 

Un dels  potencials elements d'emmagatzematge de dades de pròxima generació és el skyrmion magnètic. Un equip del Centre de Sistemes Electrònics Correlats, dins de l'Institut de Ciències Bàsiques (IBS, Corea del Sud), en col·laboració amb la Universitat de Ciència i Tecnologia de la Xina, han fet public el descobriment de petits ferroelèctrics sintonitzables.

Aquest treball presenta nous avantatges que aporten una investigació més important per la seva aplicació. (Publicat al Nature Materials)

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/800/2018/5bec12a70d414.jpg

Es preveu que l'emmagatzematge de la memòria basat en les estables pertorbacions magnètiques de les revolucions rotatives (moments magnètics) seria més ràpid per llegir i escriure, consumiria menys energia i generaria menys calor respecte les unions magnètiques utilitzades actualment. En futurs dispositius de memòria i lògica (1 i 0 bits) correspondrien respectivament a l'existència i no existència d'un radi magnètic. Encara que s'han descobert nombrosos sistemes en els laboratoris, encara és molt difícil produir models controlables  a escala nanomètrica per a les necessitats tecnològiques actuals.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/news/hires/
2013/jilateamdeve.jpg

En aquest estudi, els investigadors van descobrir que les zones de les cel·les amb un diàmetre menor a 100 nanòmetres, es formen espontàniament en un material ultratínic, format per una capa de titanat de bari (BaTiO 3 ) i una capa de ruthenat d'estronci (SrRuO 3 ). Per sota de 160 Kelvin (-113º Celsius), el SrRuO 3 és ferromagnétic, el que significa que els seus girs estan alineats de forma uniforme i de manera paral·lela. Tanmateix, quan les dues capes estan superposades, una interacció magnètica especial combina els girs del SrRuO 3, que generen mers magnètics. Aquesta estructura magnètica tan peculiar es va detectar per sota de 80 Kelvin (-193º Celsius) utilitzant microscòpia de força magnètica i mesures de Hall.

Control de la densitat amb camps elèctrics. Aquest estudi va mesurar els sorolls en un material ultra prim fet d'una capa ferromagnètica de ruthenat d'estronci (SrRuO3), superposada amb una capa ferroelèctrica de titanat de bari (BaTiO3) i cultivada amb un substrat de titanato d'estronci (SrTiO3). BaTiO3 és ferroelèctric, és a dir, que té una polarització elèctrica commutable i permanent, mentre que el SrRuO3 és ferromagnètic per sota de 160 Kelvin (-113º Celsius). A la interfície BaTiO3 / SrRuO3, la polarització ferroelectrica de BaTiO3 remunta els girs a SrRuO3, generant sorolls. Si els  nvestigadors anul·len la direcció de la polarització del BaTiO3, la densitat de les cel·les canvia. 

Font: Institut de Ciències Bàsiques

A més, mitjançant la manipulació de la polarització ferroelèctrica de la capa BaTiO 3, l'equip va poder canviar la densitat dels skyrmions i l'estabilitat termodinàmica. La modulació no és volàtil (persisteix quan no hi ha la potència), és reversible a nivell de nanoescala.

Els moviments magnètics i ferroelèctrics són dos grans temes de recerca en la física de la matèria condensada. Són generalment estudiats per separat, però s'han unit. Aquesta correlació proporciona una oportunitat ideal per integrar la gran sintonització dels dispositius ben establerts  ferroelèctrics amb els avantatges de les comunicacions en la memòria de pròxima generació en els dispositius lògics.

Figura 3: Exemples de baixes i altes densitats. Imatges de microscòpia de la força magnètica amb colors proporcionals al camp magnètic local. Font: materials naturals

Font: Institut de Ciències Bàsiques