En el corazón un ordenador, 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. El desafío práctico es encontrar un mecanismo que permita la conmutación en un dispositivo pequeño, rápido y económico.
Un camino a seguir podría ser esta nueva tecnología diseñada por investigadores de la Universidad de Tel Aviv que propone una forma de almacenar información eléctrica en la unidad más delgada conocida por la ciencia.
Del millón de átomos a dos átomos
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). Con el nuevo avance tecnológico, los investigadores pudieron, por primera vez, reducir el grosor de los dispositivos cristalinos a solo dos átomos. 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, tal y como explica Moshe Ben Shalom, de la Universidad de Tel Aviv y couator del estudio:
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). 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).
Ben Shalom observa que la presencia de una polarización tan estable en un sistema de dos átomos de espesor podría ser muy útil para los esfuerzos por miniaturizar dispositivos electrónicos no volátiles. A escala atómica, los electrones pueden hacer un túnel cuántico de manera eficiente a través de las dos capas, y este mecanismo de túnel se puede utilizar para leer y escribir rápidamente la polarización. Mirando a más largo plazo, sugiere que el deslizamiento mecánico lateral y los mecanismos de conmutación de polarización perpendicular observados en este estudio, pueden incluso tener aplicaciones más allá de lo que podemos predecir hoy.