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Jul 26, 2023

Nova maneira de ler dados em antiferromagnetos desbloqueia seu uso como memória de computador

14 de agosto de 2023 Este artigo foi revisado de acordo com o processo editorial e as políticas da Science X. Os editores destacaram os seguintes atributos, garantindo a credibilidade do conteúdo:

14 de agosto de 2023

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pela Universidade Tecnológica de Nanyang, Universidade Tecnológica de Nanyang

Cientistas liderados pelos investigadores da Universidade Tecnológica de Nanyang, Singapura (NTU Singapura), fizeram um avanço significativo no desenvolvimento de materiais alternativos para os chips de memória de alta velocidade que permitem aos computadores aceder rapidamente à informação e que contornam as limitações dos materiais existentes.

Eles descobriram uma maneira que lhes permite entender dados anteriormente difíceis de ler armazenados nesses materiais alternativos, conhecidos como antiferromagnetos.

Os pesquisadores consideram os antiferromagnetos materiais atraentes para a fabricação de chips de memória de computador porque são potencialmente mais eficientes em termos de energia do que os tradicionais feitos de silício. Os chips de memória feitos de antiferromagnetos não estão sujeitos às restrições de tamanho e velocidade, nem aos problemas de corrupção inerentes aos chips feitos com determinados materiais magnéticos.

Os dados do computador são armazenados como código composto por uma sequência de 1s e 0s. Atualmente, existem métodos para "escrever" dados em antiferromagnetos, configurando-os para que possam representar o número 1 ou 0.

No entanto, a “leitura” destes dados dos antiferromagnetos revelou-se difícil para os investigadores, uma vez que não existiam métodos práticos no passado que pudessem descobrir em que número os materiais eram codificados.

Agora, cientistas liderados pelo Professor Associado Gao Weibo, da Escola de Ciências Físicas e Matemáticas (SPMS) da NTU, encontraram uma solução.

Os resultados das suas experiências, publicados online na Nature em junho de 2023, mostraram que em temperaturas ultrabaixas próximas da frieza do espaço exterior, se passassem uma corrente através de antiferromagnetos, uma voltagem única seria medida através deles.

Dependendo se esta tensão era positiva ou negativa, os cientistas poderiam descobrir se os antiferromagnetos eram codificados como 1 ou 0. Isto permite então que os dados armazenados nos materiais sejam lidos.

"Nossa descoberta fornece uma maneira direta de ler dados armazenados em antiferromagnetos, sendo capaz de distinguir os dois estados que os materiais podem assumir", disse Assoc Prof Gao. "As descobertas avançam na pesquisa sobre o uso de antiferromagnetos para memória de computador no futuro."

Chips para memória de computador, também chamados de memória de acesso aleatório (RAM), são usados ​​para acessar dados rapidamente, como para abrir software e editar documentos em computadores.

Espera-se que os chips de memória feitos com antiferromagnetos armazenem e alterem dados mais rapidamente do que aqueles feitos de materiais magnéticos chamados ferromagnetos, porque podem mudar entre os estados 1 e 0 cerca de 100 vezes mais rápido. Isso é útil para tarefas de computação com uso intensivo de recursos.

Pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciência de Israel, do Instituto Nacional de Ciência de Materiais do Japão e da Universidade Chongqing da China também contribuíram para o estudo liderado pela NTU.

Os resultados da investigação exemplificam um foco principal do plano estratégico NTU 2025 na investigação interdisciplinar com impacto intelectual e social significativo.

A memória do computador tradicionalmente compreende microchips de silício. Mas nas últimas décadas, os pesquisadores têm procurado usar materiais magnéticos chamados ferromagnetos, feitos de ligas de cobalto e ferro, para chips de memória, e que agora são usados ​​em inteligência artificial e aplicações espaciais. Isso ocorre em parte porque os chips ferromagnéticos são mais eficientes em termos energéticos do que os de silício.