Los teléfonos inteligentes y las computadoras no serían tan útiles sin espacio para muchas aplicaciones, música y videos.
Los dispositivos tienden a almacenar esa información de dos maneras: a través de campos eléctricos piense en una unidad flash o a través de campos magnéticos como el disco duro giratorio de una computadora. Cada método tiene ventajas y desventajas. Sin embargo, en el futuro, nuestra electrónicapodría beneficiarse de lo mejor de cada uno.
"Hay un concepto interesante", dice Chang-Beom Eom, Profesor Theodore H. Geballe y Profesor Distinguido Harvey D. Spangler de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Universidad de Wisconsin-Madison. "¿Puedes unir estos dos diferentesformas de almacenar información? ¿Podríamos usar un campo eléctrico para cambiar las propiedades magnéticas? Entonces puede tener un dispositivo multifuncional de baja potencia. A esto lo llamamos un dispositivo 'magnetoeléctrico' ".
En una investigación publicada recientemente en la revista Comunicaciones de la naturaleza , Eom y sus colaboradores describen no solo su proceso único para hacer un material magnetoeléctrico de alta calidad, sino exactamente cómo y por qué funciona.
Ya existen materiales magnetoeléctricos, que tienen funcionalidades magnéticas y eléctricas u "órdenes". Cambiar una funcionalidad induce un cambio en la otra.
"Se llama acoplamiento cruzado", dice Eom. "Sin embargo, cómo se cruzan no se entiende claramente"
Para obtener esa comprensión, dice, es necesario estudiar cómo cambian las propiedades magnéticas cuando se aplica un campo eléctrico. Hasta ahora, esto ha sido difícil debido a la complicada estructura de la mayoría de los materiales magnetoeléctricos.
En el pasado, dice Eom, la gente estudiaba las propiedades magnetoeléctricas utilizando materiales muy "complejos", o aquellos que carecen de uniformidad. En su enfoque, Eom simplificó no solo la investigación, sino también el material mismo.
Basándose en su experiencia en el crecimiento de materiales, desarrolló un proceso único, utilizando "pasos" atómicos, para guiar el crecimiento de una película delgada de ferrita de bismuto, monocristalina y homogénea. Encima de eso, agregó cobalto, que es magnético;en la parte inferior, colocó un electrodo hecho de rutenato de estroncio.
El material de ferrita de bismuto fue importante porque facilitó mucho a Eom estudiar el acoplamiento cruzado magnetoeléctrico fundamental.
"Descubrimos que en nuestro trabajo, debido a nuestro dominio único, en realidad podíamos ver lo que estaba sucediendo usando múltiples técnicas de sondeo o imágenes", dice. "El mecanismo es intrínseco. Es reproducible, y eso significapuedes hacer un dispositivo sin degradación, de manera predecible "
Para visualizar las cambiantes propiedades eléctricas y magnéticas que cambian en tiempo real, Eom y sus colegas usaron las potentes fuentes de luz sincrotrón en el Laboratorio Nacional de Argonne en las afueras de Chicago, y en Suiza y el Reino Unido.
"Cuando lo cambia, el campo eléctrico cambia la polarización eléctrica. Si es 'hacia abajo', cambia 'hacia arriba'", dice. "El acoplamiento a la capa magnética cambia sus propiedades: un dispositivo de almacenamiento magnetoeléctrico".
Ese cambio de dirección permite a los investigadores dar los siguientes pasos necesarios para agregar circuitos integrados programables, los bloques de construcción que son la base de nuestra electrónica, al material.
Si bien el material homogéneo permitió a Eom responder importantes preguntas científicas sobre cómo ocurre el acoplamiento cruzado magnetoeléctrico, también podría permitir a los fabricantes mejorar su electrónica.
"Ahora podemos diseñar un dispositivo mucho más efectivo, eficiente y de bajo consumo", dice.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por Renee Meiller. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :