Los científicos han desarrollado un innovador láser magnetizante que podría permitir el diseño de soluciones de almacenamiento de datos altamente eficientes y resistentes. Empleando únicamente luz, los físicos lograron alterar el material a nivel atómico. Es un paso clave para el diseño de chips de memoria más rápidos, más pequeños y de mejor rendimiento que los actuales.
Usando luz de terahercios cuidadosamente ajustada, un equipo de especialistas del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, logró cambiar de forma un material antiferromagnético y trasladarlo a un nuevo estado magnético, que además puede controlarse. La transición del material persistió durante varios milisegundos, incluso luego que el láser fue desactivado.
La innovación podría tener una gran utilidad en el campo del almacenamiento de datos, según indican los investigadores en un estudio publicado en la revista Nature. La posibilidad de “crear” materiales magnéticos a partir de otros que no tienen esta facultad sería un camino clave hacia dispositivos de memoria informática con altos estándares de eficiencia y velocidad.
“Estas transiciones de fase inducidas por la luz se han visto en otros sistemas, pero nunca se había logrado su permanencia por tanto tiempo. Se habían apreciado únicamente en tiempos extremadamente cortos del orden de un picosegundo, o sea una billonésima de segundo”, indicó en una nota de prensa el profesor Nuh Gedik, uno de los autores del estudio.
Cambiando de estado
El láser magnetizante aplica una fuente de luz que oscila más de un billón de veces por segundo, para estimular directamente los átomos en un material antiferromagnético, o sea sin capacidad magnética. Las oscilaciones de los rayos láser se ajustan a las vibraciones naturales entre los átomos del material, de una manera que logra cambiar el equilibrio de los giros atómicos y lo conduce hacia un nuevo estado magnético.
Los resultados obtenidos por el equipo científico proporcionan una nueva forma de controlar y modificar los materiales antiferromagnéticos, en una innovación de gran interés por su potencial para avanzar hacia niveles más elevados en el procesamiento de información y la tecnología de chips de memoria. ¿Por qué es tan importante este avance en el campo del almacenamiento de datos, una necesidad tecnológica crucial en el escenario actual?
En principio, es necesario entender que en los imanes comunes, conocidos como ferroimanes o materiales ferromagnéticos, los giros de los átomos apuntan en la misma dirección y el conjunto puede ser fácilmente influenciado por cualquier campo magnético externo. Por el contrario, los antiferromagnetos están compuestos de átomos con giros alternos, cada uno apuntando en la dirección opuesta a su vecino, en una configuración que impide la influencia magnética externa.
Más seguridad y eficiencia
En el caso de un chip de memoria desarrollado en un material antiferromagnético, los datos podrían ser “escritos” en regiones microscópicas del material, llamadas dominios, que serían más robustas contra la influencia magnética externa. De esta manera, la información estaría más protegida que en los dispositivos ferromagnéticos actuales y se podría garantizar una mayor eficiencia y rapidez en la transmisión y almacenamiento de datos, variando fácilmente entre un estado y otro.
Sin embargo, las ventajas de los materiales antiferromagnéticos también suponen al mismo tiempo una dificultad: el estado de incorruptibilidad hace más complejo su control y su permanencia en el tiempo. De esta forma, el avance del equipo del MIT es muy importante porque marca un progreso no alcanzado previamente en el manejo y la durabilidad de los cambios de estado.
Referencia
Terahertz field-induced metastable magnetization near criticality in FePS3. Batyr Ilyas et al. Nature (2024). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-024-08226-x
