Las computadoras de hoy proporcionan almacenamiento de enormes cantidades de información con densidades de datos extremadamente grandes, pero escribir y recuperar esta información gasta mucha energía. Más del 99 por ciento de la energía consumida del almacenamiento y procesamiento de información se desperdicia en forma de calor,un gran dolor de cabeza que aún no ha disminuido
Un equipo de investigadores de Francia y Rusia ha desarrollado una celda de memoria de acceso aleatorio magnetoeléctrico MELRAM que tiene el potencial de aumentar la eficiencia energética y, por lo tanto, disminuir el desperdicio de calor, en órdenes de magnitud para operaciones de lectura a temperatura ambiente. La investigaciónpodría ayudar a la producción de dispositivos como computadoras portátiles de encendido instantáneo, unidades flash de consumo cercano a cero y centros de almacenamiento de datos que requieren mucho menos aire acondicionado. El equipo de investigación informó sus hallazgos esta semana letras de física aplicada , por AIP Publishing.
Ahora se pueden grabar miles de millones de transistores en chips individuales en un espacio del tamaño de una moneda de diez centavos, pero en algún momento, no será posible aumentar este número para obtener un rendimiento aún mejor utilizando el mismo espacio. La densidad de estos transistores nanoscópicos se traduceen más calor no deseado junto con interacciones de nivel cuántico que ahora deben abordarse.
En los últimos años, la investigación se ha intensificado para explorar las propiedades magnéticas de los electrones en un fenómeno llamado efecto magnetoeléctrico. Este efecto, a menudo de interés en el campo de la investigación conocido como espintrónica, aprovecha el giro de un electrón.de su carga. Los giros pueden ser potencialmente manipulados a escalas de menor tamaño usando mucha menos energía.
La mayoría de los esfuerzos se han centrado en reducir la energía de las operaciones de escritura en memorias magnéticas, ya que estas operaciones generalmente usan más energía que las operaciones de lectura. En 2010, el mismo equipo francés y ruso mostró que una combinación de materiales magnetoelásticos y piezoeléctricos en un magnetoeléctricola celda de memoria podría permitir una reducción de 100 veces la energía necesaria para el proceso de escritura. En el último artículo de los investigadores, muestran que el mismo principio magnetoeléctrico también se puede usar para operaciones de lectura con un consumo de energía extra bajo.
"Nos centramos en las operaciones de lectura en este documento porque el potencial de que la energía de escritura sea muy baja en los sistemas magnetoeléctricos significa que la producción de energía ahora será mayor para las operaciones de lectura", dijo Nicolas Tiercelin, coautor del artículo yUn científico investigador del Centro Nacional de Investigación Científica CNRS que realiza investigaciones en el Instituto de Electrónica, Microelectrónica y Nanotecnología en Lille, Francia.
El núcleo de la célula de memoria MELRAM de los investigadores se basa en combinar las propiedades de dos tipos de materiales mediante el acoplamiento mecánico. Aleaciones magnéticas, una basada en una combinación de terbio-cobalto y la otra basada en hierro y cobaltocon espesores de unos pocos nanómetros apilados uno encima del otro. Las aleaciones forman un material nanocompuesto magnetoelástico cuyos espines magnéticos reaccionan al estrés mecánico.
Estas aleaciones luego se colocan en un sustrato piezoeléctrico, que consiste en ferroeléctricos relajantes, materiales exóticos que cambian su forma o dimensiones cuando están expuestos a un campo eléctrico.
"Juntos, estos materiales constituyen heteroestructuras multiferroicas en las cuales el control de las propiedades magnéticas es posible mediante la aplicación de un voltaje eléctrico", dijo Tiercelin.
"La multicapa de nanocompuestos proporciona una fuerte interacción magnetoeléctrica a temperatura ambiente", dijo Vladimir Preobrazhensky, otro coautor del artículo y director de investigación en el Wave Research Center, Instituto de Física General Prokhorov de la Academia de Ciencias de Rusia en Moscú ".la interacción es el mecanismo básico para el control de los estados magnéticos por el campo eléctrico. Esta característica de la memoria magnetoeléctrica es el origen de su consumo de energía extra bajo ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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