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Investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio utilizaron deposición por láser pulsado para instalar BFCO multiferroico en un Nb:SrTiO conductor.3 (001) sustrato, según un estudio publicado en la revista Interfaces y materiales aplicados ACS. Utilizaron máscaras de óxido de aluminio anodizado (AAO) con tamaños de poro ajustables para regular el proceso de deposición y crear nanopuntos con diámetros que oscilan entre 60 y 190 nm.
![Los nanopuntos BFCO de 60 nm con estructuras de dominio único son prometedores para dispositivos de almacenamiento magnético no volátil de alta densidad y baja potencia. Crédito de la foto: Tecnología de Tokio.](https://d1otjdv2bf0507.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_40848_17143872593787905.jpg)
Los dispositivos de almacenamiento tradicionales son volátiles, mientras que los dispositivos no volátiles almacenan datos en materiales ferromagnéticos o ferroeléctricos. Los datos se registran o almacenan en dispositivos ferromagnéticos alineando momentos magnéticos, mientras que el almacenamiento de datos en dispositivos ferroeléctricos se basa en la alineación de dipolos eléctricos.
Sin embargo, generar y controlar campos magnéticos requiere mucha energía, y la lectura de datos en dispositivos de memoria ferroeléctricos destruye el estado polarizado, lo que requiere reescribir la celda de memoria.
En los materiales multiferroicos coexisten los órdenes ferroeléctrico y ferromagnético, lo que proporciona un posible camino para una tecnología de memoria más efectiva y adaptable. BiFe0.9Co0.1O3, también conocido como BFCO, es un material multiferroico con un importante acoplamiento magnetoeléctrico, lo que significa que las fluctuaciones en la polarización eléctrica afectan la magnetización.
En lugar de generar campos magnéticos que consumen más energía, los datos se pueden escribir y leer utilizando campos eléctricos, eliminando el proceso de lectura destructivo.
Un grupo de científicos del Instituto de Tecnología de Tokio en Japón, dirigido por el profesor Masaki Azuma y el profesor asistente Kei Shigematsu, han creado nanopuntos con dominios ferroeléctricos y ferromagnéticos únicos, lo que representa un avance importante para los sistemas de memoria multiferroicos.
En el “Clúster de investigación colaborativa de dispositivos ecológicos de próxima generación de Sumitomo Chemical” del Instituto de Investigación Innovadora del Instituto de Tecnología de Tokio, la atención se centra en materiales multiferroicos que exhiben reacciones de correlación cruzada entre propiedades magnéticas y eléctricas basadas en los principios de sistemas de electrones fuertemente correlacionados. El objetivo del centro es desarrollar materiales y procesos para dispositivos de almacenamiento magnéticos no volátiles, de baja potencia y de próxima generación, así como realizar evaluaciones de confiabilidad y su implementación social..
Masaki Azuma, profesor, Instituto de Tecnología de Tokio
Dado que se puede utilizar un campo eléctrico para invertir la dirección de magnetización del BFCO, representa una alternativa viable para los sistemas de almacenamiento magnético no volátil de baja potencia.
Utilizando microscopía de fuerza de reacción piezoeléctrica y fuerza magnética para observar las direcciones de polarización y magnetización, los investigadores descubrieron que los nanopuntos tienen estructuras de dominio ferroeléctrico y ferromagnético asociadas.
Curiosamente, encontraron diferencias notables entre nanopuntos de diferentes tamaños. Usando una máscara AAO de ácido oxálico, el nanopunto más pequeño de 60 nm mostró dominios ferroeléctricos y ferromagnéticos discretos con direcciones de polarización y magnetización consistentes en todas partes.
Por otro lado, el nanopunto más grande de 190 nm mostró estructuras de vórtice magnético y ferroeléctrico multidominio, lo que indica una interacción magnetoeléctrica significativa. Fue elaborado con una mascarilla de ácido malónico AAO.
Una estructura de dominio único de ferroelectricidad y ferromagnetismo de este tipo sería una plataforma ideal para estudiar BFCO como un dispositivo de memoria magnético de solo lectura que escribe un campo eléctrico, y las estructuras de dominios múltiples proporcionan un campo de juego para la investigación fundamental.
Kei Shigematsu, profesor asistente, Kei Shigematsu
Los dispositivos de almacenamiento magnéticos no volátiles son fundamentales para muchas aplicaciones electrónicas porque retienen los datos grabados incluso después de que se corta la energía. Con su composición única de dominios ferromagnéticos y ferroeléctricos discretos, los nanopuntos BFCO de 60 nm son prometedores para el desarrollo de sistemas de almacenamiento magnético que requieren menos energía para las operaciones de grabación y lectura.
Referencia de la revista:
Ozawa, K., et. Alabama. (2024) Matriz de nanopuntos individuales o de vórtice de BiFe magnetoeléctrico con dominios ferroeléctricos y ferromagnéticos0,9Co0.1oh3. Interfaces y materiales aplicados de ACS. doi:10.1021/acsami.4c01232.
Fuente: https://www.titech.ac.jp/english
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