Ads-728

Ads-728

Psicología

Astrofísica

Genética

Neurociencia

» » » » Hacia un posible encendido instantáneo de los ordenadores


Referencia: Science Daily.com, 18 de diciembre 2014
“Instant-start computers possible with new breakthrough”

Para codificar datos, tecnología de memoria de cualquier computadora de hoy utiliza corrientes eléctricas, un factor limitante para su fiabilidad, capacidad y de fuente de consumo de energía significativo. Si los datos pudieran ser codificados sin corriente --por ejemplo, mediante un campo eléctrico aplicado a través de un aislante--, requeriría mucha menos energía para hacer las cosas, y el encendido instantáneo sería una realidad.

Botón de encendido. Crédito: © V_krv / Fotolia
Un equipo de la Universidad de Cornell dirigido por el asociado postdoctoral John Heron, que trabaja conjuntamente con Darrell Schlom, profesor de Química Industrial en el Departamento de Ciencia de Materiales e Ingeniería, y Dan Ralph, profesor de Física en la Facultad de Artes y Ciencias, han dado un gran paso en esta dirección con un dispositivo de memoria magnetoeléctrico a temperatura ambiente. Con el equivalente a un bit de computadora, que exhibe el santo grial de la memoria no volátil de próxima generación: un conmutador magnético, en dos etapas, con nada más que un campo eléctrico.
Sus resultados fueron publicados el 17 de diciembre en Nature, junto con el artículo asociado "News and Views".

"La ventaja es el bajo consumo de energía", subrayó Heron. "Se requiere un bajo voltaje, sin corriente, para activarlo. Los dispositivos que utilizan corrientes consumen más energía y disipan una cantidad significativa de ésta en forma de calor. Y eso es lo que está calentando el ordenador y el drenaje de las baterías."

Los investigadores hicieron su dispositivo de un compuesto llamado ferrita de bismuto, uno de los materiales favoritos de los expertos debido a este rasgo espectacularmente raro: es magnético, como un imán de nevera, que tiene su propio campo magnético, permanente y local, y a su vez, también es ferroeléctrico, lo que significa que siempre está polarizado eléctricamente, y dicha polarización se puede cambiar mediante la aplicación de un campo eléctrico. Estos materiales, llamados ferroicos, normalmente son una cosa o la otra, rara vez ambas, ya que son mecanismos que en general impulsan a ambos fenómenos a luchar entre sí.

Esta combinación hace que sea un material "multiferroico", una clase de compuesto que ha llamado la atención desde la última década más o menos. El coautor del estudio, Ramamoorthy Ramesh, asesor de Heron en la Universidad de California, Berkeley, demostró por primera vez en 2003 que la ferrita de bismuto puede formarse en películas extremadamente delgadas y exhibir propiedades mejoradas en comparación con sus homólogos a granel, señalando su relevancia para la electrónica de última generación.

Debido a que es multiferroico, la ferrita de bismuto se puede utilizar en los dispositivos de memoria no volátil con geometrías relativamente simples. Lo mejor es que funciona a temperatura ambiente. Otros científicos, entre ellos el grupo de Schlom, han demostrado resultados similares con materiales competidores, pero a temperaturas increíblemente frías, como 4 Kelvin (-269,15 ºC), algo no precisamente preparado para la industria. "La física ha sido emocionante, pero el sentido práctico ha estado ausente", apuntó Schlom.

Una de las claves para este avance fue teorizar la cinética de la conmutación en el dispositivo de ferrita de bismuto y realizarlo experimentalmente. Descubrieron que la conmutación ocurre en dos etapas distintas. La conmutación de un solo paso no habría funcionado, y por esa razón los teóricos pensaban previamente que lograrlo era imposible, comentaba Schlom. Pero dado que la conmutación se produce en dos pasos, la ferrita de bismuto es tecnológicamente pertinente.

El dispositivo multiferroico también parece requerir un orden de magnitud menor de energía que su principal competidor, un fenómeno llamado par de transferencia de espín, que aprovecha la diferente física diferente de la conmutación magnética.

El par la transferencia de espín ya se utiliza comercialmente, pero en sólo aplicaciones limitadas. Hay mucho trabajo aún por hacer; para una cosa que lograron hacer en un simple dispositivo y en la memoria de computadora, implicó miles de millones de arreglos en este tipo de dispositivos. Otra cosa que necesitan es elevar su durabilidad. Pero, por ahora, el concepto está demostrando que es un gran paso en la dirección correcta.

"Desde que los multiferroicos volvieron a ser centro de atención, alrededor del año 2000, el objetivo ha sido conseguir el control eléctrico del magnetismo a temperatura ambiente", concluyó Schlom.


- Imagen: Botón de encendido. Crédito: © V_krv / Fotolia
- Fuente: Cornell University.
- Publicación: J. T. Heron, J. L. Bosse, Q. He, Y. Gao, M. Trassin, L. Ye, J. D. Clarkson, C. Wang, Jian Liu, S. Salahuddin, D. C. Ralph, D. G. Schlom, J. Íñiguez, B. D. Huey, R. Ramesh. Deterministic switching of ferromagnetism at room temperature using an electric field. Nature, 2014; 516 (7531): 370 DOI: 10.1038/nature14004 .
.

,

,

«
Next
Entrada más reciente
»
Previous
Entrada antigua
Editor del blog Pedro Donaire

Filosofía

Educación

Deporte

Tecnología

Materiales