Un equipo de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pekín (USTB) y del Centro de Física de Materiales del CSIC en el País Vasco ha llevado a cabo un avance significativo en el campo de la tecnología de semiconductores. Han mejorado las propiedades magnéticas de la ferrita de bismuto, un semiconductor que también actúa como imán y produce electricidad, lo cual abre nuevas posibilidades para la creación de chips de memoria con alta capacidad y bajo consumo energético.
La investigación reveló que la sustitución parcial del oxígeno en la ferrita por azufre incrementa la fuerza magnética del material en hasta 62 veces. Linxing Zhang, uno de los investigadores principales, explicó que este cambio en la composición altera la estructura del semiconductor y la manera en que los átomos de hierro se organizan, resultando en una mayor imantación.
Este avance también mejora el acoplamiento magnetoeléctrico, una propiedad crucial que permite el control simultáneo de las características eléctricas y magnéticas del material. Yue-Wen Fang, un científico del CSIC, destacó que este descubrimiento podría llevar a la creación de dispositivos de almacenamiento más económicos y eficientes.
A pesar de los progresos, la ferrita de bismuto sigue siendo objeto de estudio tras más de 50 años de investigación. A pesar de sus propiedades únicas, quedan muchas interrogantes sin resolver debido a las complejas interacciones entre sus cargas eléctricas y propiedades magnéticas.
El semiconductor presenta cargas positivas y negativas que se separan de forma natural, permitiendo cambiar de dirección al aplicarle energía. Esto le permite alternar entre dos estados estables, similar a un interruptor. En memoria de acceso aleatorio que emplea este material, la información se mantiene incluso en caso de un corte de energía, a diferencia de la RAM dinámica convencional, que pierde datos sin suministro eléctrico.
La ferrita de bismuto también fusiona electricidad y magnetismo en un solo material, lo que la convierte en una alternativa interesante para dispositivos que requieren un consumo energético reducido o que necesitan almacenar mayor cantidad de información. Sin embargo, aún se encuentra en fase de desarrollo ya que la imantación en capas delgadas es muy débil.
En investigaciones adicionales, Zhang y Fang desarrollaron un material denominado Bi0.5Sm0.5FeO3, que permite ajustar la tensión interna del semiconductor, mejorando así sus propiedades electrónicas y lumínicas. Con este nuevo material, los dispositivos lograron alcanzar un voltaje de 1,56 V, superando el límite previo de 0,5 voltios. Esto les permitió leer y escribir múltiples valores, y no solo ‘0’ y ‘1’, facilitando así la creación de una memoria de almacenamiento multinivel no volátil que retiene la información incluso al apagarse.
Fuente: Agencia Sinc
