La histéresis es un fenómeno por el cual los materiales son capaces de recordar una de sus propiedades aunque sus condiciones hayan cambiado. Llevando la física a la práctica, esto ha permitido la existencia de discos duros, CDs, la tecnología ROM y todo el abanico de las llamadas memorias no volátiles.

La tecnología que ofrece la posibilidad guardar la información ha mejorado a pasos agigantados en la última década, pero, con la actual tendencia hacia la digitalización y la proliferación de los dispositivos digitales, nunca está de más una mejora en su eficiencia.

Y mejor aún cuando se trata de un avance que puede llegar a ser revolucionario.

Un grupo de científicos de 4 países liderados por el físico del Instituto Tecnológico de Massachussets (Estados Unidos) Nuh Gedik ha descubierto una transición "inusual" en la histéresis en el compuesto laminado EuTe 4. Un semiconductor con propiedades prometedoras descubierto en 2019.

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Los investigadores vieron que el material mantenía este fenómeno de la histéresis en un rango de más de 400 grados Kelvin. Esta cifra rompe por completo el récord entre los compuestos sólidos cristalinos y brinda la posibilidad mejorar la eficiencia en la próxima generación de memorias según la investigación publicada en Physical Review Letters y recogida por Science Alert.

Hasta ahora, los sólidos cristalinos, como el EuTe 4, podían experimentar una histéresis en un rango máximo de no más de un par de decenas de grados Kelvin. Un rango extremadamente estrecho en comparación con los hallazgos de los investigadores.

"En EuTe 4 encontramos un rango de temperatura extremadamente amplio para la histéresis de más de 400 Kelvin", explicó Baiqing Lyu, físico de la Academia de Ciencias de China y miembro del equipo del profesor Gedik. "El número real podría ser mucho mayor, ya que este valor está limitado por las capacidades de las técnicas experimentales actuales. Este hallazgo llamó nuestra atención de inmediato, y nuestra caracterización experimental y teórica combinada de EuTe 4 desafía la sabiduría convencional sobre el tipo de transiciones histéricas que pueden ocurrir en los cristales".

Pese a las instalaciones de "última generación", no se pudo descubrir cuál era el rango máximo al que podían inducir el estado de histéresis al semiconductor.

Los experimentos se llevaron a cabo de manera simultánea en sincrotrones —aceleradores de partículas— en China y Estados Unidos con una longitud circular de 1 kilómetro en el que se disparaban partículas cargadas por láser.

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El equipo sugiere que la particular forma en que se organizan los electrones en EuTe 4  hace que se forme un cristal electrónico secundario, y a medida que esta segunda capa se mueve y cambia, se crean diferentes configuraciones en el bucle de histéresis.

Pero es que demás los científicos pudieron variar la resistencia eléctrica del material al enfriarlo o calentarlo.

"Esta observación nos indica que la propiedad eléctrica del material de alguna manera tiene un recuerdo de su historia térmica y, microscópicamente, las propiedades del material pueden retener las características de una temperatura diferente en el pasado", apuntó el físico Alfred Zong del MIT.

A pesar de que, de momento, se tratan de los primeros ensayos, los investigadores parecen vislumbrar con claridad los próximos pasos a seguir. Además de modificar su temperatura, si se pudiera controlar los estados metaestables del material se podrían manipular sus propiedades eléctricas y aplicarse en cualquier tecnología electrónica que utilice memorias no volátiles.

"El próximo objetivo es engañar a EuTe 4 para que cambie a un estado resistivo diferente después de brillar un solo destello de luz de láser, convirtiéndolo en un interruptor eléctrico ultrarrápido que se puede usar, por ejemplo, en dispositivos informáticos", dijo el director de la investigación Nuh Gedik.