Crean un nuevo material que podría albergar datos informáticos y revolucionar el campo de los ordenadores

Es por ello que, en un mundo en el que dependemos cada vez más de la tecnología y la cantidad de información crece exponencialmente, los científicos se afanan en encontrar soluciones. Por ejemplo, se ha postulado que el silicio, que ahora es el 'rey' de las entrañas de los ordenadores, se convierta en grafeno, la promesa de la tecnología. No es la única solución.

De hecho, ahora, un grupo internacional de investigadores liderados por la Universidad Complutense de Madrid junto con el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC), acaba de crear un material que podría postularse como una nueva vía: un nuevo cristal artificial que no existe en la naturaleza pero que abre la puerta para aumentar la capacidad de almacenamiento y la eficiencia energética de los dispositivos informáticos del futuro. Los resultados acaban de publicarse en la revista 'Nature'.

El trabajo, elaborado dentro de la Unidad Asociada UCM/CSIC 'Laboratorio de Heteroestructuras con aplicación en spintrónica', demuestra que en la interfase de unión entre capas ferroeléctricas rotadas de titanato de bario (BaTiO3) «aparecen propiedades emergentes que podrían producir una revolución en la ciencia y tecnología de materiales», explica Mar García, investigadora en el ICMM-CSIC.

Es necesario conocer un par de conceptos para entender el asunto. Por un lado, hay que saber que los materiales ferroeléctricos, a semejanza de los ferromagnéticos (como los imanes), presentan un polo negativo y otro positivo, con la particularidad de que si se le añade un campo eléctrico, esta polaridad puede cambiar. «Si controlásemos esa propiedad, podríamos hacer, teóricamente, que un puñado de átomos se convirtiera en un bit», explica a ABC Hugo Aramberri, científico del Instituto de Ciencia y Tecnología de Luxemburgo (LIST, por sus siglas en inglés) y quien junto con Jorge Íñiguez-González, científico LIST y profesor afiliado de la Universidad de Luxemburgo también son firmantes del artículo.

Es decir, se podría utilizar el polo negativo para que fuese el 0 del lenguaje binario de los ordenadores; y el positivo para que se convirtiera en el 1, guardando información prácticamente en cada átomo. El problema es que controlar esta propiedad está siendo difícil, ya que los átomos cercanos tienden a polarizarse de forma homogénea y en grandes grupos. «Manipular cada átomo de forma aislada es muy complicado y aún no hemos llegado a ese punto», señala Aramberri. «Pero hay muchos equipos trabajando en ello».

Y es aquí en este punto cuando llega la segunda virtud de este nuevo material cuya tipología, no obstante, es conocida desde hace décadas. «En la naturaleza los cristales crecen espontáneamente con facetas bien definidas gracias a que mantienen la orientación de los llamados ejes cristalinos», explica por su parte Jacobo Santamaría, profesor de la UCM y autor principal del trabajo.

Hasta el momento, las tecnologías de crecimiento de materiales aprovechaban esta tendencia de los cristales naturales combinando capas muy delgadas de materiales diferentes, que se apilan unas encima de otras manteniendo la orientación cristalina y la disposición de los átomos de las distintas capas.

Es decir, los investigadores hacen crecer cristales a los que les insertan capas de otros materiales, resultando un tercero con nuevas características. «El resultado es la aparición de nuevas e interesantes propiedades en las interfases o superficies de unión entre las capas cristalinas, que han permitido, por ejemplo, la construcción de dispositivos electrónicos y su utilización en tecnologías de la información y de las comunicaciones», añade el investigador.

En este caso, los autores han conseguido que esas capas entre los cristales y el nuevo material se dispongan 'libremente', rotándose entre ellas, incluso en láminas tan finas como átomos. Y, al igual que ocurre cuando por la televisión, alguien lleva un estampado que se ve distorsionado (el temido efecto muaré), la superposición de las estructuras crea un patrón muaré que, a su vez, propicia unos vórtices pero, en este caso, muy beneficiosos. Porque inducen una polaridad a su entorno atómico y, por tanto, se podría guardar información a nanoescala dentro de ellos. Además, el equipo ha comprobado que, a pesar de su poco espesor, estas estructuras son muy robustas, lo que las convierte en un candidato a tener en cuenta.

«Como dijimos, manipular átomo por átomo es muy difícil. Pero estos vórtices crean pequeños grupos que podrían ser uno de los elementos de información -bits- de las memorias del futuro», explica Aramberri. De hecho, los autores defienden que estos vórtices permitirían alcanzar densidades de almacenamiento que excederían los 100 terabytes por pulgada cuadrada (Tbits/in2), superando así el actual límite de 1Tb/in2 en el que se ha estancado la densidad de información de las memorias de los ordenadores. «Esto permitiría afrontar el reto tecnológico y de sostenibilidad energética de un almacenamiento global de información que podría superar los yotta (10 elevado a la 24) bytes en la presente década», defiende Santamaría. Y quizá dejar a Moore pensando en volver a modificar su ley.