Por anos, fabricantes têm oferecido computadores com quantidades crescentes de memória compactada em dispositivos menores. Mas as empresas de semicondutores não podem reduzir o tamanho dos componentes de memória tão rapidamente quanto antes, e os projetos atuais não são eficientes em termos de energia. Dispositivos de memória convencionais usam transistores e dependem de campos elétricos para armazenar e ler informações. Uma abordagem alternativa que está sendo intensamente investigada usa campos magnéticos para armazenar informações. Uma versão promissora do dispositivo magnético depende do efeito magnetoelétrico, que permite que um campo elétrico alterne as propriedades magnéticas dos dispositivos. Dispositivos existentes, Contudo, tendem a exigir grandes campos magnéticos e elétricos que são difíceis de produzir e conter.

Uma solução potencial para este problema é um novo elemento de comutação feito de cromo (Cr ₂ O ₃ ), que, um dia, pode ser usado na memória do computador e drives flash. "O dispositivo tem melhor potencial de escalonamento, para que pudesse ser menor, e usaria menos energia uma vez que fosse adequadamente refinado, "disse Randall Victora, pesquisador da Universidade de Minnesota e autor do artigo. Os pesquisadores relatam suas descobertas em Cartas de Física Aplicada .

A memória do computador é composta de elementos de comutação, dispositivos minúsculos que podem ser ligados e desligados para armazenar bits de informação como uns e zeros. Pesquisadores anteriores descobriram que as propriedades magnetoelétricas da cromo significam que ela pode ser "comutada" apenas com um campo elétrico, mas a comutação requer a presença de um campo magnético estático. Com base nesses elementos, Victora e Rizvi Ahmed criaram um projeto para um dispositivo de memória com um coração de cromo que não requer nenhum campo magnético externamente aplicado para operar.

Seu design envolve o cromo com material magnético. Isso fornece um campo magnético eficaz por meio de acoplamento mecânico quântico a momentos magnéticos de Cr, ao mesmo tempo, permite que os dispositivos sejam organizados de forma a impedir que campos magnéticos dispersos afetem dispositivos próximos. Um elemento para ler o estado do dispositivo, para determinar se está em um ou zero estado, é colocado na parte superior do dispositivo. Isso poderia potencialmente empacotar mais memória em um espaço menor porque a interface entre o chromia e o ímã é a chave para o acoplamento que faz o dispositivo funcionar. Conforme o dispositivo encolhe, a maior área de superfície da interface em relação ao seu volume melhora a operação. Esta propriedade é uma vantagem sobre os semicondutores convencionais, onde os aumentos na área de superfície conforme o tamanho diminui levam a um maior vazamento de carga e perda de calor.

Próximo, Victora e Ahmed pretendem colaborar com colegas que trabalham com o chromia para construir e testar o dispositivo. Se fabricado com sucesso, então, o novo dispositivo poderia potencialmente substituir a memória dinâmica de acesso aleatório em computadores.

"A DRAM é um mercado enorme. Ela fornece a memória rápida dentro do computador, mas o problema é que vaza muita carga, o que o torna muito ineficiente em termos de energia, "Victora disse. DRAM também é volátil, então as informações desaparecem quando a fonte de alimentação é interrompida, como quando uma falha no computador apaga um documento não salvo. Este aparelho, conforme descrito no artigo, seria não volátil.

Contudo, esse dispositivo de memória provavelmente levará anos para ser perfeito. Uma barreira significativa é a tolerância ao calor do dispositivo. Os computadores geram muito calor, e a modelagem prevê que o dispositivo pararia de funcionar por volta dos 30 graus Celsius, o equivalente a um dia quente de verão. Otimizando o chromia, talvez dopando-o com outros elementos, pode melhorar seu funcionamento e torná-lo mais adequado para substituir os dispositivos de memória existentes.