Investigadores de la Universidad de Tel Aviv han diseñado la tecnología para guardar información más pequeña del mundo, con un grosor de tan solo dos átomos.
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Según los investigadores, la nueva tecnología propone una forma de almacenar información eléctrica en la unidad más delgada conocida por la ciencia, en uno de los materiales más estables e inertes de la naturaleza. El túnel de electrones mecánico cuántico permitido a través de una película de grosor atómico puede impulsar el proceso de lectura de información mucho más allá de las tecnologías actuales.
La investigación, publicada en Science, fue realizada por científicos de la Escuela de Física y Astronomía Raymond y Beverly Sackler y de la Escuela de Química Raymond y Beverly Sackler.
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“Nuestra investigación surge de la curiosidad por el comportamiento de átomos y electrones en materiales sólidos, lo que ha generado muchas de las tecnologías que respaldan nuestra forma de vida moderna”, dice el doctor Moshe Ben Shalom, de la Universidad de Tel Aviv y couator del estudio.
“Nosotros (y muchos otros científicos) intentamos comprender, predecir e incluso controlar las fascinantes propiedades de estas partículas a medida que se condensan en una estructura ordenada que llamamos cristal. En el corazón de la computadora, por ejemplo, se encuentra un diminuto dispositivo cristalino diseñado para cambiar entre dos estados que indican diferentes respuestas: ‘sí’ o ‘no,’ ‘arriba’ o ‘abajo’, etc. Sin esta dicotomía, no es posible codificar y procesar información. El desafío práctico es encontrar un mecanismo que permita la conmutación en un dispositivo pequeño, rápido y económico“.
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Los dispositivos de última generación actuales consisten en pequeños cristales que contienen solo alrededor de un millón de átomos (alrededor de cien átomos de altura, ancho y grosor) de modo que un millón de estos dispositivos se pueden comprimir alrededor de un millón de veces en el área de una moneda, con cada dispositivo cambiando a una velocidad de aproximadamente un millón de veces por segundo.
Con el nuevo avance tecnológico, los investigadores pudieron, por primera vez, reducir el grosor de los dispositivos cristalinos a solo dos átomos. Shalom enfatiza que una estructura tan delgada permite que las memorias basadas en la capacidad cuántica de los electrones salten rápida y eficientemente a través de barreras que tienen solo varios átomos de espesor. Por lo tanto, puede mejorar significativamente los dispositivos electrónicos en términos de velocidad, densidad y consumo de energía.
En el estudio, los investigadores utilizaron un material bidimensional: capas de boro y nitrógeno de un átomo de espesor, dispuestas en una estructura hexagonal repetitiva. En su experimento, pudieron romper la simetría de este cristal al ensamblar artificialmente dos de esas capas.
“En su estado tridimensional natural, este material está formado por una gran cantidad de capas colocadas una encima de la otra, con cada capa rotada 180 grados con respecto a sus vecinas (configuración antiparalela)”, dice Shalom. “En el laboratorio, pudimos apilar artificialmente las capas en una configuración paralela sin rotación, lo que hipotéticamente coloca átomos del mismo tipo en una superposición perfecta a pesar de la fuerte fuerza repulsiva entre ellos (resultante de sus cargas idénticas)”.
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