Investigadores de China y España han demostrado que modificar la estructura atómica de la ferrita de bismuto mejora sus propiedades magnéticas y electrónicas. Esto permite crear chips de memoria de alta capacidad y bajo consumo, capaces de conservar la información incluso durante cortes de suministro eléctrico.
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 han mejorado las propiedades magnéticas de la ferrita de bismuto –un semiconductor parecido a los imanes que produce electricidad– para crear chips de memoria con alta capacidad y bajo consumo.
Descubrieron que, si sustituían parte del oxígeno de la ferrita por otro compuesto como el azufre, la fuerza magnética aumentaba su potencia hasta 62 veces.
Según uno de los principales autores del estudio Linxing Zhang de la USTB, el azufre cambia la estructura del semiconductor y la forma en la que sus átomos de hierro se juntan con otros próximos, lo que demuestra una mayor imantación.
El hallazgo permite una mejoría en el acoplamiento magnetoeléctrico, es decir en la capacidad de un material para controlar sus propiedades eléctricas y magnéticas al mismo tiempo.
“Este avance podría conducir a aplicaciones más baratas y eficaces en dispositivos de almacenamiento de información”, explica, por su parte, el científico del CSIC Yue- Wen Fang.
La ferrita de bismuto lleva estudiándose más de 50 años. A pesar de la exhaustiva investigación, “aún hay muchas cuestiones misteriosas que no se entienden debido a las complejas interacciones entre sus cargas eléctricas, propiedades magnéticas y estructura”, sostiene.
El semiconductor de ferrita de bismuto –un material eléctrico– posee las cargas positivas y negativas separadas de forma natural, por lo que, pueden variar de dirección si se le aplica energía. Esto permite que pueda cambiar entre dos estados estables de ‘0’ y ‘1’, como si se tratara de un interruptor de luz.
En las memorias de acceso aleatorio (también llamadas RAM en inglés) que poseen este material, la información permanecería almacenada de forma segura, aunque se produjera un corte de electricidad. Mientras que en las que no lo tienen –la RAM dinámica que poseen la mayoría de los ordenadores– todo se perdería si no hubiera energía.
En este sentido, la ferrita de bismuto puede mezclar electricidad y magnetismo en un solo material, lo que la haría interesante para crear equipos que usen poca energía o guarden más información.
No obstante, todavía está en fase de desarrollo porque la imantación en capas delgadas todavía es muy débil.
En otras investigaciones, Zhang y Fang crearon un material denominado Bi0,5Sm0,5FeO3 con el que podían ajustar la tensión interna del semiconductor y cambiar sus propiedades electrónicas y lumínicas.
Antes, estos dispositivos solo podían alcanzar 0,5 voltios, mientras que con el nuevo material podían llegar a 1,56 V, el valor más alto que se ha visto en este tipo de equipos hasta ahora.
Al combinar la intensidad de la luz con el voltaje aplicado al material lograron que el dispositivo pudiera leer y escribir muchos valores diferentes, no solo ‘0’ y ‘1’. Esto permite crear un tipo de memoria llamada almacenamiento multinivel no volátil, que guarda más información sin borrarse al apagarlo.
Referencia:
Guoqiang Xi. Anionic Strategy-Modulated Magnetic Ordering in Super-elongated Multiferroic Epitaxial Films. Nature Communications. 2025
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