Revolución en la memoria computacional: el potencial deslumbrante del NiI₂

MadridCientíficos de la Universidad de Texas en Austin y del Instituto Max Planck para la Estructura y Dinámica de la Materia han descubierto que el yoduro de níquel (NiI₂) podría revolucionar la tecnología de la memoria en las computadoras. Este material presenta un fuerte acoplamiento magnetoeléctrico, lo que significa que se puede controlar tanto por campos eléctricos como magnéticos.

A continuación, los puntos clave:

• NiI₂ presenta un acoplamiento magnetoeléctrico superior al de cualquier material similar conocido.
• Esto podría dar lugar a dispositivos extremadamente rápidos y compactos, como memorias magnéticas.
• Se probaron pulsos láser ultracortos en NiI₂ para medir cambios en órdenes eléctricos y magnéticos.
• Los investigadores llevaron a cabo cálculos detallados para comprender por qué este material es tan efectivo.

Durante muchos años, los científicos han buscado materiales que puedan cambiar sus propiedades magnéticas al ser expuestos a un campo eléctrico y viceversa. El NiI₂ ha demostrado tener una fuerte capacidad para hacerlo, lo que lo convierte en un material prometedor para nuevas tecnologías.

Investigadores excitaron el NiI₂ con pulsos láser muy breves que duraron unos pocos femtosegundos y observaron los cambios en sus propiedades eléctricas y magnéticas. Descubrieron que el material tiene una conexión muy fuerte entre sus propiedades eléctricas y magnéticas debido a dos razones. Primero, existe una fuerte interacción entre el giro de los electrones y los movimientos orbitales en los átomos de yodo, denominada acoplamiento espín-órbita. Segundo, un tipo específico de disposición magnética en NiI₂, conocido como espiral de espín o hélice de espín, hace que esta interacción sea aún más intensa.

Frank Gao, investigador postdoctoral en la Universidad de Texas y autor principal del estudio, comentó que estudiar estos efectos a una escala tan pequeña resultaba muy complicado. A pesar de esto, su éxito demuestra un avance significativo en el campo de los multiferroicos.

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Los materiales como el NiI₂ tienen múltiples aplicaciones posibles.

• Memoria magnética para computadoras que es compacta y eficiente en energía, ofreciendo un almacenamiento y recuperación de datos más rápido que las tecnologías actuales.
• Interconexiones en plataformas de computación cuántica.
• Sensores químicos para garantizar el control de calidad y la seguridad de los medicamentos en las industrias química y farmacéutica.

La estudiante de posgrado Xinyue Peng, coautora principal, afirmó que este hallazgo podría llevar a la creación de dispositivos magnetoeléctricos extremadamente rápidos y que ahorren energía, especialmente útiles para memorias magnéticas.

El equipo de investigación piensa que sus hallazgos pueden ayudar a identificar otros materiales con características similares. Además, creen que un mayor trabajo en el material podría mejorar la interacción magnetoeléctrica en el NiI₂, lo que abriría la puerta a más aplicaciones.

El estudio contó con la financiación de varias organizaciones.

• Fundación Robert A. Welch
• Fundación Nacional de Ciencias de los EE.UU.
• Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de EE.UU.
• Programa de investigación e innovación Horizon Europe de la Unión Europea
• Cluster de Excelencia "CUI: Imágenes Avanzadas de la Materia"
• Centro Max Planck-Nueva York para Fenómenos Cuánticos fuera del Equilibrio
• Fundación Simons
• Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán

Investigadores de diversas instituciones, como UT, MPSD, Academia Sinica, Universidad de Bremen y el Instituto de Tecnología de California, colaboraron en este proyecto. Su trabajo conjunto ha impulsado el desarrollo de la memoria informática del futuro.