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Nuevo avance en el almacenamiento basado en la espintrónica

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Un grupo de investigadores de varias instituciones académicas alemanas acaba de publicar un trabajo sobre una nueva tecnología de almacenamiento basada en la espintrónica. Su propuesta se diferencia en la de otros grupos porque permitiría la coexistencia de skyrmions y anti-skyrmions en el mismo sistema, lo que permitiría ampliar aún más la capacidad de las unidades de memoria.

La espintrónica es una tecnología aplicada al almacenamiento magnético que permite usar no solo la carga eléctrica de los electrones, sino también su giro, o espín, proporcionando más variables que “1” y “0”. En el estudio de estas propiedades se han descubierto los denominados skyrmions, vórtices magnéticos dotados de estas propiedades, y que se pueden alinear en una banda magnética. Según los investigadores que trabajan en este campo, estos “objetos” de tamaño nanométrico se pueden usar para crear sistemas de almacenamiento con una capacidad superior a la de los discos duros convencionales.

Diferentes instituciones académicas llevan años trabajando para desarrollar tecnologías basadas en la espintrónica y en los últimos dos años se han dado avances considerables en cuanto a los materiales magnéticos empleados y a los sistemas de lectura y escritura de datos. Ahora, un equipo formado por investigadores de varias instituciones alemanas, incluido el Instituto Max Planck y la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU), ha publicado un trabajo en la revista Nature Communications, en el que exponen una mejora muy interesante para esta tecnología.

En sus experimentos han descubierto que es posible que skyrmions y anti-skyrmions coexistan en un mismo sistema, incrementando la capacidad disponible en el sistema. La tecnología que describen estos expertos consistiría en un soporte magnético con pistas de ancho nanométrico en el que se podría codificar los datos mediante la presencia o ausencia de skyrmions y anti-skyrmions. Las propiedades que hacen de estos vórtices magnéticos una estructura ideal para el almacenamiento es que son muy estables a nivel magnético, y que pueden ofrecer más datos individualmente que la simple polaridad de su carga eléctrica.

Los expertos describen cómo estos objetos pueden contener un valor de campo positivo o negativo, y otro de giro en uno u otro sentido. Asimismo, estos objetos pueden ser “escritos, leídos, movidos y borrados” con relativa facilidad. Además, según informan los investigadores, las pistas que contiene estos vórtices pueden ser apiladas unas encima de otras, permitiendo crear un dispositivo de almacenamiento con una densidad inimaginable en los discos duros convencionales e, incluso, con las unidades de estado sólido actuales y futuras.

Además, afirman que sería mucho más rápido, compacto y confiable que cualquier tecnología de almacenamiento creada hasta la fecha. Según comenta en su documento Ingrid Mertig, profesora del Instituto de física fe la Universidad Martin Luther, “los skyrmions y los antiskyrmions son remolinos magnéticos opuestos”. explicó que “hasta hace poco, se creía que estos dos objetos distintos solo pueden existir en diferentes clases de materiales”, pero en su investigación han descubierto que en determinadas condiciones se puede hacer que coexistan las dos estructuras.

La interacción entre los dipolos magnéticos de estos vórtices hace que se formen skyrmions, incluso en los materiales magnéticos en los que tienden a formarse más anti-skyrmions, debido su magnetismo intrínseco. Este efecto se intensifica a bajas temperaturas y, según esta investigación, a partir de un punto de frío existe un amplio rango de temperaturas en el que se puede hacer coexistir ambas estructuras sin que interfieran unas con otras. Como resultado, los datos podrían codificarse en dos secuencias de vórtices con diferente sentido de giro de forma simultánea, lo que daría como resultado una confiabilidad muy superior a la de las tecnologías convencionales.