Chips: una película ultrafina conserva sus propiedades magnéticas
· Redacción de BehindLines
Investigadores de la Universidad Brown, en Estados Unidos, afirman haber superado un obstáculo importante para fabricar chips que consuman muy poca energía. Según el texto de ScienceDaily, que republica un comunicado de Brown, su técnica permite producir películas de ferrita de bismuto de apenas unos angstroms de grosor sin perder sus propiedades eléctricas y magnéticas esenciales.
El problema de la «capa muerta»
Los materiales multiferroicos combinan propiedades eléctricas y magnéticas que pueden controlarse a la vez con tensiones muy bajas. Según el texto, podrían hacer que la electrónica del futuro sea mucho más eficiente en términos de energía, también ante la creciente demanda de la inteligencia artificial, al servir para fabricar componentes de memoria y de lógica.
El principal obstáculo es el siguiente: cuando se adelgazan estos materiales lo suficiente para alojarlos en tales dispositivos, suelen perder el comportamiento eléctrico y magnético que les da su valor. Los científicos hablan del efecto de «capa muerta». Dos fenómenos lo causan, según el texto: la estructura atómica se deforma y unos campos eléctricos internos perturban la polarización hasta el punto de que ya no puede mantenerse.
Una estructura en capas
El equipo, dirigido por Lucas Caretta, profesor adjunto de ingeniería en Brown, depositó la ferrita de bismuto sobre un soporte de escandato de disprosio, un compuesto de tierras raras. Ese soporte tiene una estructura cristalina de dimensiones ligeramente menores, lo que comprime la ferrita de bismuto y ayuda a preservar su estructura atómica. Una segunda capa metálica contrarresta los campos eléctricos no deseados.
«Hemos establecido que se puede eliminar la capa muerta. Se puede hacer este material prácticamente tan fino como se quiera, hasta unos pocos angstroms, y sigue siendo ferroeléctrico y magnético», afirma Lucas Caretta, citado por el texto. Los resultados se publican en la revista Nature Materials.
Una forma de magnetismo inesperada
Según el texto, el procedimiento también hace aparecer altermagnetismo, un estado que combina ventajas del ferromagnetismo y del antiferromagnetismo. Según Lucas Caretta, los materiales ferromagnéticos son relativamente lentos y sus campos parásitos impiden agruparlos densamente en un chip, mientras que los materiales antiferromagnéticos son más rápidos, pero sus señales son mucho más difíciles de detectar; los materiales altermagnéticos pueden ser rápidos, compactos y ofrecer una señal eléctrica de lectura intensa.
El resumen del artículo de Nature Materials habla de «firmas» de altermagnetismo emergente. Para un grosor de cuatro celdas unitarias, describe una fase monoclínica colineal con orden altermagnético de tipo d, respaldada por el dicroísmo circular magnético y la fotoemisión resuelta en espín.
Por qué importa
Según Lucas Caretta, estos resultados podrían acercar los materiales multiferroicos a un uso práctico en memorias y dispositivos de cálculo de bajo consumo. No obstante, el texto precisa que la tecnología aún debe desarrollarse antes de poder integrarse en chips comerciales; añade que la investigación demuestra que puede superarse una limitación de los materiales que se arrastraba desde hace tiempo. En las fuentes consultadas solo era accesible el resumen del artículo de Nature Materials.