Un equip d’investigadors del Laboratori Nacional d’Argonne, del Departament d’Energia dels Estats Units, ha trobat una forma de fer servir el magnetisme que podria canviar el futur de la microelectrònica. En un article publicat a ‘Nano Letters’, expliquen com poden haver iniciat una revolució en l’emmagatzematge de dades dels ordinadors d’alt rendiment i també en la seva eficiència energètica, que podrien augmentar enormement.
Uns vòrtexs magnètics extremadament petits
Com és ben sabut, els imants generen camps que atrauen alguns materials. Aquesta propietat es pot fer servir per emmagatzemar dades en ordinadors ja que, aprofitant la direcció del camp magnètic, imants petitíssims poden emmagatzemar un bit de memòria en binari, és a dir, un zero o un u. Els investigadors d’Argonne, però, han canviat aquests petits imants per vòrtexs magnètics anomenats skyrmions.
Un milió de cops més petits que un mil·límetre, aquests vòrtexs es formen en alguns materials magnètics. A més, a diferència dels imants que es fan servir actualment, que poden fallar i afectar la resta, els skyrmions són molt més estables però, alhora, el seu comportament es pot controlar mitjançant canvis de temperatura o corrents elèctriques.
Canvis amb la temperatura
La ciència encara ha d’aprendre molt dels skyrmions i com es comporten en condicions diferents, i és per això que els investigadors d’Argonne van crear una intel·ligència artificial que treballa amb un microscopi electrònic d’alta potència per veure’ls. El material magnètic emprat és una barreja de ferro, germani i tel·luri, posats com si fos una pila de fulls.
Un dels descobriments més curiosos és que els skyrmions es distribueixen en un patró molt endreçat dels -50ºC cap amunt però en canvi, si es refreda més, canvia. A mesura que s’apropa als 170ºC sota zero, arriba a un estat de desordre gairebé absolut però en canvi, quan es torna a refredar, la distribució es torna a endreçar. És aquesta propietat la que els investigadors creuen que, en el futur, podrian fer servir per a l’emmagatzematge de dades, amb una eficiència energètica entre 100 i 1000 cops superior als sistemes de memòria que empren els millors ordinadors actuals.
L’eficiència energètica és crucial
L’eficiència energètica és especialment important si recordem que, a dia d’avui, la microelectrònica consumeix un 10% de l’electricitat del món, que aquesta xifra es podria duplicar durant aquesta dècada i que, a més, l’energia és un dels grans problemes i reptes dels propers anys. Així doncs, la investigació continuarà per mirar d’aprofitar aquests vòrtex magnètics i augmentar la capacitat d’emmagatzematge alhora que es redueix el consum energètic.
