Nuevo avance en espintrónica (IBM)

Un trabajo realizado por un equipo de investigadores del Solid State Physics Laboratory del ETH Zurich y el Physics of Nanoscale Systems de IBM, publicado en el último número de la revista Nature, explica como han conseguido sincronizar el estado de los electrones que se encuentran en el interior de un dispositivo espintrónico. Esta sincronización amplia el tiempo de vida del estado fijado unas 30 veces, hasta aproximadamente un nanosegundo. Según los responsables del trabajo, esta técnica podría incrementar significativamente la capacidad de los dispositivos de memoria, a la vez que se reduce su consumo.

La espintrónica es una relativamente nueva rama de la electrónica que utiliza el giro (spin) que naturalmente poseen los electrones para almacenar datos en materiales semiconductores. El término proviene de la combinación de palabras “spin transport electronics”, y se puede resumir su funcionamiento diciendo que al modificar el spin de un electrón se puede almacenar en él un cero o un uno. Esto permite guardar datos con una enorme densidad de bits por milímetro cúbico de material, pero posee una importante desventaja intrínseca: el tiempo en que el spin “inducido” en el un electrón se mantiene es extremadamente corto, lo que convierte estos dispositivos de memoria en poco más que una curiosidad de laboratorio, con pocas aplicaciones prácticas. Sin embargo, esta situación podría cambiar gracias a un trabajo realizado recientemente por científicos de IBM.

Según puede leerse en la revista Nature, un equipo de investigadores del Solid State Physics Laboratory del ETH Zurich y el Physics of Nanoscale Systems de IBM desarrolló una técnica que utiliza pulsos ultracortos  de luz láser para sincronizar el spin de miles de electrones simultáneamente. Esto permite que el tiempo en que permanecen en un estado determinado se incremente unas treinta veces, pasando algunos picosegundos (billonésimas partes de un segundo) a un nanosegundo (milmillonésima parte de un segundo). Si bien este tiempo sigue siendo extremadamente breve, es lo suficientemente largo como para que un procesador funcionando a 1GHz ejecute un ciclo de reloj, por lo que memorias desarrolladas con esa tecnología podrían (o casi) utilizarse en ordenadores de la actual generación y velocidad. Gian Salis, uno de los autores del paper explicó que “es la primera vez que se consigue evitar que los electrones roten en forma aleatoria, perdiendo rápidamente su orientación. Con los pulsos láser podemos establecer el sentido de giro siguiendo un patrón regular que hemos denominado persistent spin helix.” Este concepto había sido propuesto como una teoría en 2003, y no fue hasta ahora que se consiguió poner en práctica.