Un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pekín (USTB) y del Centro de Física de Materiales del CSIC en el País Vasco ha realizado un avance notorio en el ámbito de la tecnología de semiconductores. Este grupo ha optimizado las propiedades magnéticas de la ferrita de bismuto, un material semiconductor que no solo actúa como imán, sino que también tiene la capacidad de generar electricidad. Esta mejora podría transformar la creación de chips de memoria ofreciendo alta capacidad y bajo consumo energético.
El estudio ha revelado que al sustituir parcialmente el oxígeno de la ferrita por azufre, se incrementa la fuerza magnética del material hasta en 62 veces. Linxing Zhang, uno de los investigadores principales, indicó que esta modificación en la composición altera la estructura del semiconductor y reorganiza la disposición de los átomos de hierro, resultando en una imantación más robusta.
Además, este avance potencia el acoplamiento magnetoeléctrico, una propiedad fundamental que permite el control simultáneo de las características eléctricas y magnéticas del material. Yue-Wen Fang, científico del CSIC, destacó que este hallazgo podría facilitar la creación de dispositivos de almacenamiento más económicos y eficientes.
A pesar de estos avances, la ferrita de bismuto continúa siendo objeto de estudio después de más de 50 años de investigación. Sus propiedades singulares han planteado diversas preguntas aún sin respuesta, debido a las complejas interacciones entre sus cargas eléctricas y sus características magnéticas.
El semiconductor presenta cargas positivas y negativas que se separan de forma natural, lo que le permite cambiar de dirección mediante la aplicación de energía. De esta manera, alterna entre dos estados estables, funcionando de manera similar a un interruptor. En el contexto de la memoria de acceso aleatorio empleando este material, la información se conserva incluso durante cortes de energía, a diferencia de la RAM dinámica convencional, que pierde datos sin suministro eléctrico.
La ferrita de bismuto combina electricidad y magnetismo en un solo material, convirtiéndola en una opción interesante para dispositivos que exigen un bajo consumo energético o que requieren almacenar una mayor cantidad de información. Sin embargo, todavía se encuentra en fase de desarrollo, ya que la imantación en capas delgadas resulta ser muy débil.
En investigaciones complementarias, Zhang y Fang han desarrollado un material llamado Bi0.5Sm0.5FeO3, que permite ajustar la tensión interna del semiconductor, lo que a su vez mejora sus propiedades electrónicas y lumínicas. Con este nuevo material, los dispositivos han alcanzado un voltaje de 1,56 V, superando el límite previo de 0,5 voltios. Gracias a esta mejora, ahora es posible leer y escribir múltiples valores, facilitando la creación de una memoria de almacenamiento multinivel no volátil capaz de retener la información incluso al apagarse.
