Memorias magnéticas que no ‘olvidan’

Un trabajo internacional con participación del CSIC consigue, por vez primera, crear memorias magnéticas insensibles a campos magnéticos externos. El resultado, que se ha publicado en Nature Materials, abre nuevas perspectivas en el diseño de memorias magnéticas más robustas y seguras.

 

Esquema memoria materiales antiferromagnéticos.En la actualidad, la información en la mayoría de ordenadores, cámaras fotográficas, tarjetas de crédito o tarjetas de transporte, entre otros, se guarda en forma de “ceros” y “unos” definidos por la orientación del momento magnético (una pequeñísima brújula) característica de los materiales ferromagnéticos que forman la memoria  (Fig. (a)). Naturalmente, es extremadamente peligroso acercar un imán a la tarjeta de memoria, ya que éste reorientará el momento magnético de los elementos de memoria y se perderá la información almacenada (Fig. (b)). A nuestro alrededor hay muchos campos magnéticos.

Investigadores del Institut de Ciėncia de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC), en colaboración con laboratorios de los EEUU y de la Republica Checa, han demostrado que es posible usar otro tipo de materiales magnéticos, denominados antiferromagnéticos, para almacenar información. El trabajo se publica esta semana en la revista  Nature Materials.

Los materiales antiferromagnéticos están constituidos por muchas pequeñas “brújulas” (momentos magnéticos) que apuntan alternadamente en direcciones opuestas, dirigidos según direcciones bien precisas en el material (Fig. (c)), y que no pueden ser perturbadas por imanes convencionales. Por eso, estos materiales son insensibles a campos magnéticos externos y podrían constituir memorias muy robustas. Por la misma razón que no se pueden modificar fácilmente con campos magnéticos, tampoco se pueden escribir información en ellos.

El descubrimiento permitiría memorias insensibles a campos magnéticos externos, por lo que la información no se borraría al acercar un imán o un teléfono móvil. El descubrimiento consiste en usar unos materiales que, con un ligero cambio de temperatura fácilmente alcanzable y controlable, pasan de ser antiferromagnéticos a ferromagnéticos. La información se escribe en la fase ferromagnética, seleccionando una dirección de la magnetización mediante la aplicación de un campo magnético. Después, los materiales se enfrían y pasan a la fase antiferromagnética, en la que la orientación de los momentos magnéticos (y, con ellos, la información) queda fijada (Fig. (c)). Una simple lectura de la resistencia eléctrica permite discriminar en qué dirección se encuentran los momentos magnéticos y por tanto se puede leer la memoria (Figs. (c) y (d)). Un UNO o un CERO para siempre.

Estos resultados abren nuevas perspectivas en el diseño de memorias magnéticas, más robustas y seguras.


Room-temperature antiferromagnetic memory resistor.  Dr. Xavier Martí, Dr. Ignasi Fina, Dr. Carlos Frontera, Dr. Jian Liu, Dr. Peter Wadley, Dr. Qing He, Mr. Ryan Paull, Mr. James Clarkson, Dr. Josef Kudrnovsky, Dr. Ilja Turek, Dr. Jan Kunes, Dr. Jiun-Haw Chu, Mr. Di Yi, Dr. Christopher Nelson, Dr. Long You, Dr. Elke Arenholz, Prof. Sayeef Salahuddin, Prof. Josep Fontcuberta, Dr. Tomas Jungwirth, Dr. Ramamoorthy Ramesh. Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT3861 http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat3861.html