Los dispositivos de memoria ferroeléctrica, empleados en
microprocesadores, ofrecen numerosas ventajas (requieren poca energía y
permiten una gran velocidad de escritura), pero tienen un gran
inconveniente: necesita un circuito eléctrico de acceso, lo que limita
su integración en dispositivos y dificulta sus aplicaciones prácticas.
Sus homólogos convencionales, las memorias magnéticas, son más
manejables.
Ahora un nuevo estudio ha mostrado un sustituto para el circuito
eléctrico: la luz polarizada. Mediante el uso de esta luz se puede
acceder y manejar la memoria ferroeléctrica sin necesidad de conexiones
eléctricas, según ha descubierto un estudio liderado por investigadores
del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Los
resultados se publican en la revista Nature Communications.
“Los materiales ferroeléctricos tienen una polarización espontánea y
estable, la cual puede ser reorientada mediante la aplicación de un
campo eléctrico. Esta característica es la base de varios dispositivos
ferroeléctricos, como las memorias de acceso aleatorio ferroeléctricas (FeRAM)”,
explica Fernando Rubio-Marcos, investigador del CSIC en el Instituto de
Cerámica y Vidrio.
“En estos dispositivos de memoria, el almacenamiento de los bits de
datos se consigue mediante el movimiento de las paredes de dominio que
separan regiones con diferentes direcciones de polarización. Por lo
tanto, un impulso eléctrico externo puede cambiar la polarización entre
dos direcciones estables, lo que representa 0 y 1”, añade. Este
comportamiento es responsable de un proceso de lectura/escritura que se
puede completar en cuestión de nanosegundos.
El hallazgo de los investigadores permite ahora controlar ese proceso
sin necesidad de un circuito eléctrico, sino empleando luz polarizada.
El nuevo método es capaz de convertir directamente la energía de la luz
en movimiento de la pared de dominio ferroeléctrico. “Este nuevo efecto
potencialmente podría conducir al control remoto de las paredes de
dominio ferroeléctricos por la luz, lo que abre un marco para nuevos
dispositivos en la micro y nanoescala mediante la ingeniería de dominios
sin contacto”, señala Rubio-Marcos.
Para lograr este método, el grupo de investigadores, liderado por el
profesor José Francisco Fernández, del Instituto de Cerámica y Vidrio,
ha mostrado la capacidad para mover las paredes de dominio
ferroeléctricos de un material cerámico (Titanato de bario) variando el
ángulo de polarización de una fuente de luz coherente. Este inesperado
acoplamiento entre la luz polarizada y la polarización ferroeléctrica
modifica la tensión inducida en las paredes dominio de este material
cerámico, que ha podido ser observado in situ mediante la utilización de
la Microscopía Raman confocal.
Como resultado, mediante esta metodología la energía de la luz es
directamente reconvertida en movimiento de la pared de dominio
ferroeléctrico, lo que provoca la conmutación de la polarización, sin la
necesidad de conexiones eléctricas o de contacto físico.
El CSIC ha solicitado una patente Europea ante el potencial de
aplicación del descubrimiento.
Fuente: CSIC 23/06/2015
F. Rubio-Marcos, A. Del Campo, P. Marchet, J. F. Fernández. "Ferroelectric
domain wall motion induced by polarized light”. Nature Communications.
Doi: 10.1038/ncomms7594.
www.cci-calidad.com |