Un equipo de científicos ha creado los pulsos electromagnéticos más potentes del mundo en el rango de terahercios para controlar con gran detalle cómo un material de almacenamiento de datos cambia de forma física. Este descubrimiento podría ayudar a encontrar una manera de reducir los dispositivos de memoria, y finalmente revolucionar la forma en que las computadorasmanejar la información.
Los discos compactos pueden estar pasando de moda, pero pueden haber inspirado la próxima generación de nanotecnología informática. Una capa de vidrio en los CD consta de un material de cambio de fase que puede codificarse con información cuando los pulsos de luz causan cristales en pequeñas regiones dela capa para crecer o derretirse
Los materiales de cambio de fase activados por impulsos eléctricos, en lugar de la luz, ofrecerían nuevas tecnologías de memoria con un funcionamiento más estable y más rápido que el posible en muchos tipos actuales de dispositivos de memoria. Además, reduciendo la escala de sitios de memoria en materiales de cambio de fasepodría aumentar la densidad de la memoria. Pero esto sigue siendo un desafío debido a la dificultad de controlar los procesos de crecimiento de cristales - cristalización - y fusión - amorfización.
Abordando este problema en un artículo en Cartas de revisión física , un equipo de científicos dirigido por la Universidad de Kyoto observó el crecimiento a escala nanométrica de cristales individuales en un material de cambio de fase compuesto de germanio, antimonio y teluro, o GST, después de aplicar pulsos de terahercios de alta potencia como desencadenante.
"Una razón por la cual la cristalización y la amorfización de GST bajo un campo eléctrico son difíciles de controlar son los efectos de difusión de calor en la escala de micrómetro asociados con las entradas eléctricas, que también contribuyen a la cristalización", explica el líder del grupo Hideki Hirori. "Afortunadamente, terahercioslas tecnologías han madurado hasta el punto en que podemos usar pulsos cortos para generar campos eléctricos fuertes mientras se suprimen los efectos de calentamiento ".
Hirori y sus compañeros de trabajo desarrollaron un generador de pulsos de terahercios que emitía pulsos de terahercios ultracortos y muy intensos a través de un par de antenas de oro. Estos pulsos crearon un campo eléctrico en la muestra de GST comparable al de un dispositivo con conmutación eléctrica.El enfoque redujo en gran medida la difusión del calor debido a la duración extremadamente corta de los pulsos de terahercios, alrededor de 1 picosegundo, o 10-12 s, lo que permite un control preciso sobre la velocidad y la dirección de la cristalización GST. Una región de cristalización creció en línea recta entrelas antenas de oro en la dirección del campo, a unos pocos nanómetros por pulso.
Cuando el equipo rastreó los cambios escalonados en la cristalización mientras aumentaba el número de pulsos de terahercios, se sorprendieron al descubrir que después de cierto punto, la conductividad del cristal se aceleró rápidamente en lugar de aumentar en línea con el aumento de la fuerza de terahercios.los electrones que saltan entre estados en el cristal agregaron una fuente inesperada de calor al sistema, impulsando la cristalización.
Hirori explica: "Nuestro experimento revela cómo se puede lograr el crecimiento de cristales controlados a nanoescala y dirección en GST. También identificamos un fenómeno que debería ayudar en el diseño de nuevos dispositivos y finalmente darnos cuenta del potencial de manejo de información digital rápido y estable queeste material promete "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Kyoto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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