Modulando la dependencia temporal de la respuesta magnetoeléctrica

Las memorias magnética están compuesta por imanes nanométricos los cuales apuntan su norte arriba o abajo según se quieran almacenar “0”s o “1”s. Para manipular el norte de dichos imanes se usan campos magnéticos. La generación de dichos campos es muy costosa des del punta de vista energético. El motivo es que la generación de campos magnéticos normalmente se realiza a través de la circulación de corriente eléctrica. Generar dicha corriente ya tiene un coste energético de por sí; pero más importante, la circulación de corriente disipa calor por efecto Joule lo que requiere de sistemas extra de refrigeración que también consumen energía. Dado que las densidades de los elementos de memoria son cada vez más altas, la necesidad de densidad de corriente y de enfriamiento también. Por lo tanto encontrar nuevas rutas que no requieran el uso de campos magnéticos para la escritura de información en materiales magnéticos es importante para impulsar una nueva generación de ordenadores capaces de consumir menos energía.

gif_finalUna de las posibles rutas que permitirían eliminar la necesidad de campos magnéticos seria que la escritura fuera posible mediante el uso de campos eléctricos, pero esto solo pasa en presencia de acoplamiento magnetoeléctrico, el cual no siempre fácil de conseguir. El uso de campos eléctricos permitiría trabajar en circuito abierto. En circuito abierto la corriente de transporte no existe, por lo tanto el consumo de energía y la disipación de calor son menores, y también la necesidad de refrigeración. Usando esta premisa (el uso de campos eléctricos para manipular la imanación) es interesante el estudio de estructuras dónde se combinen materiales magnéticos y piezoeléctricos. Los materiales piezoeléctricos se contraen/expanden al aplicar un campo eléctrico. Si este movimiento se transmite a un material magnético magnetostrictivo adyacente se produce el deseado acoplamiento magnetoeléctrico.

Un estudio reciente en colaboración entre la UAB, ICMAB, ICN2 y el ALBA y publicado en la revista ACS Applied Materials & Interfaces, ha revelado que en ciertas condiciones es posible manipular de forma muy efectiva la magnetización en estructuras magnéticas/piezoeléctricas; pero, más importante, el estudio ha revelado de forma inesperada que la magnetización puede ser manipulada mediante campo eléctrico de forma que la respuesta sea transitoria. Esto podría ser muy interesante para elementos de seguridad donde sea interesante que la información sea solo visible durante un corto periodo de tiempo para disminuir la posibilidad de realizar copias, o para ser usados en ordenadores bioinspirados donde los efectos transitorios son necesarios.

 

Fina, A. Quintana, J. Padilla-Pantoja, X. Marti, F. Macià, F. Sánchez, M. Foerster, L. Aballe, J. Fontcuberta, and J. Sort, Electric-Field Adjustable Time-Dependent Magnetoelectric Response in Martensitic FeRh Alloy, ACS Appl. Mater. Interfaces 9, 15577 (2017).