Revolución en la memoria computacional: el potencial deslumbrante del NiI₂

Tiempo de lectura: 2 minutos
Por Juanita Lopez
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Estructura cristalina del yoduro de níquel con campos magnéticos.

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.

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.

El estudio se publica aquí:

http://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-07678-5

y su cita oficial - incluidos autores y revista - es

Frank Y. Gao, Xinyue Peng, Xinle Cheng, Emil Viñas Boström, Dong Seob Kim, Ravish K. Jain, Deepak Vishnu, Kalaivanan Raju, Raman Sankar, Shang-Fan Lee, Michael A. Sentef, Takashi Kurumaji, Xiaoqin Li, Peizhe Tang, Angel Rubio, Edoardo Baldini. Giant chiral magnetoelectric oscillations in a van der Waals multiferroic. Nature, 2024; DOI: 10.1038/s41586-024-07678-5
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