Computergeheugen kan sneller en goedkoper worden dankzij onderzoek naar een veelbelovende klasse materialen door natuurkundigen van de University of Arkansas.

De wetenschappers bestuderen bismutferriet, gewoonlijk afgekort als BFO, een materiaal dat het potentieel heeft om informatie veel efficiënter op te slaan dan momenteel mogelijk is. BFO kan ook worden gebruikt in sensoren, transducers en andere elektronica.

Met de huidige technologie, informatie op een computer wordt gecodeerd door magnetische velden, een proces dat veel energie kost, waarvan meer dan 99 procent wordt verspild in de vorm van overtollige warmte.

"Is er een manier om die verspilling van energie te vermijden?" was de vraag van Omid Sayedaghaee, een promovendus in micro-elektronica-fotonica en hoofdauteur van de studie, gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven . "We kunnen informatie opslaan door een elektrisch veld toe te passen om het te schrijven en een magnetisch veld om het te lezen als we materialen gebruiken die tegelijkertijd op beide velden reageren."

BFO is multiferroïsch, wat betekent dat het reageert op zowel elektrische als magnetische velden, en is mogelijk geschikt om informatie op een computer op te slaan. Maar de magneto-elektrische respons is klein. Sayedaghaee en collega's Bin Xu, Sergey Prosandeev en Charles Paillard, professoren in de natuurkunde, samen met Distinguished Professor in de natuurkunde Laurent Bellaiche, heeft het Arkansas High Performance Computing Center gebruikt om omstandigheden te simuleren die de magneto-elektrische respons versterken tot het punt dat het kan worden gebruikt om informatie efficiënter op te slaan door gebruik te maken van elektriciteit, in plaats van magnetisme.

De onderzoekers documenteerden ook het fenomeen dat verantwoordelijk is voor de verbeterde respons, die ze een 'elektroakoestische magnon' noemden. De naam weerspiegelt het feit dat de ontdekking een mix is ​​van drie bekende "quasideeltjes, " die vergelijkbaar zijn met oscillaties in een vaste stof:akoestische fononen, optische fononen en magnonen.