Per anni, i produttori hanno offerto computer con quantità crescenti di memoria racchiusi in dispositivi più piccoli. Ma le aziende di semiconduttori non possono ridurre le dimensioni dei componenti di memoria con la stessa rapidità di una volta, e i progetti attuali non sono efficienti dal punto di vista energetico. I dispositivi di memoria convenzionali utilizzano transistor e si affidano a campi elettrici per memorizzare e leggere le informazioni. Un approccio alternativo ampiamente studiato utilizza i campi magnetici per memorizzare le informazioni. Una versione promettente del dispositivo magnetico si basa sull'effetto magnetoelettrico che consente a un campo elettrico di modificare le proprietà magnetiche dei dispositivi. dispositivi esistenti, però, tendono a richiedere grandi campi magnetici ed elettrici difficili da produrre e contenere.

Una potenziale soluzione per questo problema è un nuovo elemento di commutazione a base di cromo (Cr ₂ oh ₃ ), quale, un giorno, può essere utilizzato nella memoria del computer e nelle unità flash. "Il dispositivo ha un potenziale migliore per il ridimensionamento, quindi potrebbe essere reso più piccolo, e userebbe meno energia una volta che è adeguatamente raffinato, "ha detto Randall Victora, un ricercatore presso l'Università del Minnesota e un autore della carta. I ricercatori riportano i loro risultati in Lettere di fisica applicata .

La memoria del computer è composta da elementi di commutazione, minuscoli dispositivi che possono accendersi e spegnersi per memorizzare bit di informazioni come uno e zero. Precedenti ricercatori hanno scoperto che le proprietà magnetoelettriche della cromia significano che può essere "commutata" solo con un campo elettrico, ma la commutazione richiede la presenza di un campo magnetico statico. Basandosi su questi elementi, Victora e Rizvi Ahmed hanno creato un design per un dispositivo di memoria con un cuore di cromia che non richiede alcun campo magnetico applicato esternamente per funzionare.

Il loro design circonda la cromia con materiale magnetico. Ciò fornisce un campo magnetico efficace attraverso l'accoppiamento meccanico quantistico ai momenti magnetici di Cr, consentendo al tempo stesso di disporre i dispositivi in ​​modo da impedire ai campi magnetici vaganti di influenzare i dispositivi vicini. Un elemento per leggere lo stato del dispositivo, per determinare se è in uno stato o zero, è posizionato sopra il dispositivo. Ciò potrebbe potenzialmente racchiudere più memoria in uno spazio più piccolo perché l'interfaccia tra la cromia e il magnete è la chiave dell'accoppiamento che fa funzionare il dispositivo. Quando il dispositivo si restringe, la maggiore superficie dell'interfaccia rispetto al suo volume migliora il funzionamento. Questa proprietà è un vantaggio rispetto ai semiconduttori convenzionali, dove l'aumento dell'area superficiale man mano che le dimensioni si restringono portano a una maggiore perdita di carica e perdita di calore.

Prossimo, Victora e Ahmed mirano a collaborare con i colleghi che lavorano con chromia per costruire e testare il dispositivo. Se fabbricato con successo, quindi il nuovo dispositivo potrebbe potenzialmente sostituire la memoria dinamica ad accesso casuale nei computer.

"La DRAM è un mercato enorme. Fornisce la memoria veloce all'interno del computer, ma il problema è che perde molta carica, che lo rende molto inefficiente dal punto di vista energetico, " ha detto Victora. Anche la DRAM è volatile, quindi le informazioni scompaiono una volta interrotta la fonte di alimentazione, come quando un crash del computer cancella un documento non salvato. Questo dispositivo, come descritto nel documento, sarebbe non volatile.

Però, un tale dispositivo di memoria probabilmente impiegherà anni per perfezionarsi. Una barriera significativa è la tolleranza al calore del dispositivo. I computer generano molto calore, e la modellazione prevede che il dispositivo smetterà di funzionare intorno ai 30 gradi Celsius, l'equivalente di una calda giornata estiva. Ottimizzazione della cromia, magari dopandolo con altri elementi, può migliorarne il funzionamento e renderlo più idoneo a sostituire i dispositivi di memoria esistenti.