El cambio de dominios magnéticos en memorias magnéticas requiere normalmente campos magnéticos generados por corrientes eléctricas, por lo que requieren grandes cantidades de energía eléctrica. Ahora, equipos de Francia, España y Alemania han demostrado la viabilidad de otro enfoque a nanoescala: "Podemosinducir un orden magnético en una pequeña región de nuestra muestra empleando un pequeño campo eléctrico en lugar de usar campos magnéticos ", señala el Dr. Sergio Valencia, HZB.
Las muestras consisten en una película delgada de hierro policristalino en forma de cuña depositada sobre un sustrato de BaTiO3. BaTiO3 es un material ferroeléctrico y ferroelástico muy conocido: un campo eléctrico puede distorsionar la red de BaTiO3 e inducir tensión mecánica. Análisis medianteLa microscopía electrónica reveló que la película de hierro consta de nanogranos diminutos diámetro 2,5 nm. En su extremo delgado, la película de hierro tiene un espesor de menos de 0,5 nm, lo que permite una "baja dimensionalidad" de los nanogranos. Dado su pequeño tamaño, los momentos magnéticos de los nanogranos de hierro están desordenados entre sí, este estado se conoce como superparamagnetismo.
En la X-PEEM-Beamline en BESSY II, los científicos analizaron lo que sucede con el orden magnético de estos nanogranos bajo un pequeño campo eléctrico. "Con X-PEEM podemos mapear el orden magnético de los granos de hierro a nivel microscópicoy observe cómo cambia su orientación mientras se aplica in situ un campo eléctrico ", explica la Dra. Ashima Arora, quien realizó la mayoría de los experimentos durante su tesis doctoral. Sus resultados muestran: el campo eléctrico indujo una tensión en BaTiO3, esta cepa se transmitióa los nanogranos de hierro en la parte superior y anteriormente las regiones superparamagnéticas de la muestra cambiaron a un nuevo estado. En este nuevo estado, los momentos magnéticos de los granos de hierro están todos alineados en la misma dirección, es decir, un orden ferromagnético de largo alcance colectivo conocido comosuperferromagnetismo.
Los experimentos se realizaron a una temperatura ligeramente superior a la temperatura ambiente ". Esto nos permite esperar que el fenómeno pueda usarse para el diseño de nuevos materiales compuestos que consisten en nanopartículas ferroeléctricas y magnéticas para almacenamiento y lógica basados en espín de baja potenciaarquitecturas que funcionan en condiciones ambientales ", dice Valencia.
El control de bits magnéticos a nanoescala en dispositivos de memoria de acceso aleatorio magnético solo por deformación inducida por campo eléctrico, también se conoce como stratronics. Podría ofrecer una alternativa nueva, escalable, rápida y eficiente energéticamente a las memorias magnéticas actuales.
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Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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