14/12/2016 - Perovskita, material base para una nueva generación de discos duros

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El nuevo material, desarrollado en base a la perovskita, posee una magnitud magnética que puede cambiarse fácilmente mediante calor sin provocar perturbaciones en el propio material, abriendo con ello las puertas a una nueva era en la tecnología de almacenamiento de datos.

La cantidad de datos generados a diario superará en breve la capacidad de almacenamiento de los discos duros modernos. Para responder a las exigencias, la nueva generación de discos duros deberá emplear materiales cuyas propiedades magnéticas puedan manipularse con facilidad para así ofrecer más densidad y eficacia.

Dos proyectos financiados con fondos europeos han unido fuerzas para crear un material de esas características, basado en la perovskita.

Un material modificado

Muchos investigadores dedicados al campo de la energía consideran la fotovoltaica basada en perovskita una alternativa más barata a los sistemas tradicionales de silicio. No obstante, a diferencia de otras formas de material de perovskita, la versión modificada —cocreada por los proyectos TOPOMAT y PICOPROP— presenta propiedades únicas que hacen que sea el material idóneo para la nueva generación de discos duros.

El proyecto TOPOMAT realizó una investigación básica sobre la relación entre las propiedades físicas fundamentales de los aislantes topológicos y las aplicaciones tecnológicas pretendidas. Los aislantes topológicos son un tipo de materiales descubiertos recientemente que presentan una banda prohibida electrónica masiva y estados conductores en su superficie. Por su parte, el proyecto PICOPROP se dedicó al estudio de las características del nuevo material de perovskita. La combinación de los dos proyectos en esta investigación, efectuada en la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL, Suiza), permitió a los investigadores descubrir que el material es básicamente el primer fotoconductor magnético debido a la facilidad que presenta para modificar sus propiedades magnéticas.

Una combinación de propiedades

Esta característica supone un avance importante en el campo del almacenamiento magnético de datos. Dado que el magnetismo procede de las interacciones de sus electrones localizados y en movimiento, como resultado se obtiene un estado magnético fijo. La única forma de cambiar este estado es alterar la estructura de los electrones que se encuentran en la química o la estructura cristalina del material. No obstante, este tipo de cambio modifica la composición del propio material, limitando así gravemente su empleo en aplicaciones de almacenamiento magnético de datos.

Según un artículo publicado en la revista Nature, el nuevo material de perovskita sortea esta limitación al combinar las ventajas del ferromagnetismo, cuyos momentos magnéticos están alineados en un orden bien definido, con los fotoconductores, en los que la iluminación da lugar a la conducción libre de alta densidad de electrones.

Esta combinación de propiedades permite derretir la magnetización mediante fotoelectrones, esto es, el material emite electrones cuando incide luz sobre él. Así, incluso una luz débil como un LED rojo basta para derretir el orden magnético del material y crear una densidad alta de electrones en movimiento. Estos electrones pueden manipularse fácil, rápida y continuamente con tan solo cambiar la intensidad de la luz.

Importancia para la nueva generación de discos duros

El trabajo en los proyectos sigue en marcha, pero estos resultados preliminares apuntan a que el material poseerá gran importancia para la nueva generación de discos duros de alta capacidad y bajo consumo. Según uno de los investigadores, el material de perovskita posee la clave que permitirá combinar las ventajas del almacenamiento magnético (estabilidad a largo plazo, alta densidad de datos, operación no volátil y capacidad para sobrescribir) con la velocidad de lectura y escritura de los discos ópticos.

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