Durante años, los fabricantes han ofrecido computadoras con cantidades cada vez mayores de memoria en dispositivos más pequeños. Pero las compañías de semiconductores no pueden reducir el tamaño de los componentes de memoria tan rápido como solían hacerlo, y los diseños actuales no ahorran energía. Dispositivos de memoria convencionalesuse transistores y confíe en los campos eléctricos para almacenar y leer información. Un enfoque alternativo que se está investigando mucho utiliza campos magnéticos para almacenar información. Una versión prometedora del dispositivo magnético se basa en el efecto magnetoeléctrico que permite que un campo eléctrico cambie las propiedades magnéticas deSin embargo, los dispositivos existentes tienden a requerir grandes campos magnéticos y eléctricos que son difíciles de producir y contener.
Una posible solución para este problema es un nuevo elemento de conmutación hecho de cromia Cr 2 O 3 , que, un día, se puede usar en la memoria de la computadora y unidades flash."El dispositivo tiene un mejor potencial para escalar, por lo que podría hacerse más pequeño y usaría menos energía una vez que se refina adecuadamente", dijo Randall Victora, investigador de la Universidad de Minnesota y autor del artículo.Los investigadores informan sus hallazgos en letras de física aplicada , de AIP Publishing.
La memoria de la computadora se compone de elementos de conmutación, pequeños dispositivos que pueden encenderse y apagarse para almacenar bits de información como unos y ceros. Investigadores anteriores descubrieron que las propiedades magnetoeléctricas de cromia significa que se puede "cambiar" con solo un campo eléctrico, pero cambiandorequiere la presencia de un campo magnético estático. Sobre la base de estos elementos, Victora y Rizvi Ahmed han creado un diseño para un dispositivo de memoria con un corazón de cromia que no requiere ningún campo magnético aplicado externamente para funcionar.
Su diseño rodea la cromia con material magnético. Esto proporciona un campo magnético efectivo a través del acoplamiento mecánico cuántico a los momentos magnéticos Cr, al tiempo que permite que los dispositivos se organicen de una manera que impida que los campos magnéticos dispersos afecten a los dispositivos cercanos. Un elemento para leerel estado del dispositivo, para determinar si está en estado uno o cero, se coloca en la parte superior del dispositivo. Esto podría potencialmente acumular más memoria en un espacio más pequeño porque la interfaz entre el cromo y el imán es la clave para el acoplamiento quehace que el dispositivo funcione. A medida que el dispositivo se encoge, la mayor área de la superficie de la interfaz en relación con su volumen mejora la operación. Esta propiedad es una ventaja sobre los semiconductores convencionales, donde el aumento en el área de la superficie a medida que el tamaño se reduce conduce a una mayor fuga de carga y pérdida de calor.
A continuación, Victora y Ahmed pretenden colaborar con colegas que trabajan con cromia para construir y probar el dispositivo. Si se fabrica con éxito, entonces el nuevo dispositivo podría reemplazar la memoria dinámica de acceso aleatorio en las computadoras.
"DRAM es un mercado enorme. Proporciona la memoria rápida dentro de la computadora, pero el problema es que pierde mucha carga, lo que la hace muy ineficiente en energía", dijo Victora. DRAM también es volátil, por lo que la información desapareceuna vez que se interrumpe la fuente de alimentación, como cuando un bloqueo de la computadora borra un documento no guardado. Este dispositivo, como se describe en el documento, no sería volátil.
Sin embargo, un dispositivo de memoria de este tipo probablemente tardará años en perfeccionarse. Una barrera importante es la tolerancia al calor del dispositivo. Las computadoras generan mucho calor, y el modelado predice que el dispositivo dejará de funcionar alrededor de 30 grados Celsius, el equivalente a un calordía de verano. La optimización de la cromia, quizás al doparla con otros elementos, puede mejorar su funcionamiento y hacerla más adecuada para reemplazar los dispositivos de memoria existentes.
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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