Investigadores de la Universidad de Uppsala han descubierto una nueva combinación de materiales que allana el camino para un almacenamiento más rápido y más eficaz en dispositivos electrónicos como computadoras y teléfonos inteligentes.
Lo que los investigadores descubrieron es que la llamada amortiguación magnética se puede hacer extremadamente pequeña, la eliminación de las pérdidas de energía en la dinámica de los materiales magnéticos.
El material identificado es una aleación ferromagnética metálica binario de cobalto y el hierro con amortiguación de aproximación a la magnitud de 10-4. Esta baja amortiguación sólo se había observado para metaloides o aislantes magnéticos, tales como ciertos óxidos de hierro.
Los materiales magnéticos han demostrado ser muy eficaz para el almacenamiento y la transferencia de datos y fueron los sucesores naturales de la tarjeta perforada que fue utilizada por primera vez a principios de 1700.
Los acontecimientos posteriores, incluyendo la cinta magnética y discos duros, permitieron una explosión en tecnología de la información y en la actualidad alrededor del 70 por ciento de todos los datos se almacenan en medios magnéticos.
Hasta ahora, hemos sido capaces de crear dispositivos de almacenamiento magnético micrómetros de tamaño y velocidad de transferencia obtenidos en el orden de nanosegundos para satisfacer las necesidades de almacenamiento actuales, con la transferencia de datos en la magnitud de 100 petabytes (1.000.000.000.000.000 bytes) al día.
Para seguir satisfaciendo las necesidades de almacenamiento avanzadas, necesitamos dispositivos más pequeños y más rápidos y esto requiere ya sea una nueva tecnología para el almacenamiento y / o el descubrimiento de nuevos materiales magnéticos.
Los investigadores de Uppsala han descubierto un nuevo material tal magnético en la aleación de hierro-cobalto, y se encontró que la amortiguación se puede utilizar para lograr la máxima transferencia de datos eficiente de la energía en el interior del material.
La amortiguación en un material magnético se puede comparar con la fricción en un disco de hockey, que se desliza a lo largo del hielo, y que se detiene después de un tiempo debido a la resistencia contra la superficie.
El parámetro de amortiguación en los materiales magnéticos se puede comparar aquí para el coeficiente de fricción entre el disco de hockey y el hielo.
El fenómeno de atenuación bajo en hierro-cobalto se puede explicar por una propiedad única en la estructura electrónica interna, en la que el amortiguamiento es proporcional al número de estados electrónicos en el nivel de energía más alto ocupado.
Este nuevo descubrimiento a baja amortiguación en la aleación de hierro-cobalto, junto con el hecho de que el material es fácil de producir, es magnético incluso a temperatura ambiente, y que tanto el hierro y el cobalto son elementos comunes, puede conducir a este material convertirse en un estandarizado material de referencia para la comparación en la búsqueda de nuevas y mejores aleaciones.
La cooperación entre el experimento y la teoría es muy exitosa en este campo de la investigación y el estudio publicado demuestra la importancia de la colaboración en el cumplimiento de los retos que las nuevas tecnologías ponen en los materiales.
El estudio publicado proporciona un nuevo y fundamental la comprensión de los mecanismos de amortiguación, lo que permite a las predicciones teóricas de nuevo e incluso materiales más eficientes, entre los metales y metaloides, en el que la amortiguación podría ser incluso más bajos que en la aleación hierro-cobalto ahora identificada .
Los colaboradores para el estudio, que fue publicado en la revista Nature Physics el 16 de mayo, incluyen Danny Thonig, Olle Eriksson y Olof Karis en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Uppsala.
La investigación se basa en un esfuerzo de colaboración internacional con participación de ambos cálculos teóricos y estudios experimentales.
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