Esta tecnología de almacenamiento, llamada memoria racetrack, fue propuesta por primera vez en 2004 por Stuart Parkin, investigador en el Centro de Investigación Almaden de IBM, que se encuentra en San José, Califo ia. Recientemente, un equipo dirigido por Parkin ha determinado exactamente cómo se mueven los bits dentro de un circuito de memoria del sistema bajo la influencia de una corriente eléctrica. Este conocimiento ayudará a los ingenieros a asegurar que los datos se almacenan sin sobrescribir información almacenada previamente.
El nuevo trabajo también ayuda a explicar un misterio que rodeaba a la física básica de la memoria racetrack--si los bits actúan o no como partículas con masa, acelerando y desacelerando, cuando se mueven a través de la corriente eléctrica. "A fin continuar desarrollando la memoria racetrack, tenemos que entender la física que hace que sea posible", indica Parkin.
En la memoria racetrack, los bits de información están representados por pequeñas secciones magnetizadas a lo largo de un nanocable llamadas paredes de dominio. Estas paredes de dominio pueden ser empujadas—para cambiarlas de un "0" a un "1" o viceversa--cuando se les aplica corriente eléctrica. A diferencia de la tecnología de almacenamiento actual, la memoria racetrack tiene el potencial para almacenar bits en tres dimensiones, si los nanocables se insertan verticalmente en un chip de silicio. La información almacenada es leída magnéticamente.
En 2008, la revista Science publicó un artículo con Parkin como coautor que mostró cómo varias paredes de dominio pueden recorrer la longitud de un nanocable sin ser destruidas. El nuevo trabajo, también publicado en Science, especifica la velocidad y la aceleración de las paredes de dominio a medida que recorren su camino a lo largo de un nanocable cuando se aplica una corriente eléctrica.
"Ha habido un debate importante entre los teóricos acerca de cómo las paredes de dominio responderán", indica Parkin. Los investigadores entendían el movimiento de las paredes de dominio cuando se exponían a campos magnéticos, pero todavía tenían dudas sobre cómo se mueven en respuesta a una corriente eléctrica--un punto crucial, ya que un dispositivo de memoria real utilizaría la corriente eléctrica para manipular los bits. Una cuestión importante era si las paredes de dominio se comportarían como partículas con masa, tomándose un tiempo en acelerar y frenar.
nLa nueva investigación muestra que así es. Una pared de dominio tomó cerca de 10 nanosegundos, y una distancia de un micra, para alcanzar su velocidad final, aproximadamente 140 metros por segundo. Le tomó otros 10 nanosegundos, y otra micra, frenar hasta detenerse después que se apagar la corriente. De esta manera, queda demostrado que las paredes de dominio se comportan como partículas con masa, y que se mueven de una manera predecible.
Los investigadores tuvieron cuidado de usar pulsos eléctricos de sólo unos pocos nanosegundos de duración. Si se hubieran utilizado pulsos cuya duración fuera similar al tiempo que la pared de dominio tarda en alcanzar su velocidad final, no se hubiera podido medir su aceleración.
"Tener en cuenta estos efectos es extremadamente importante para los esquemas de sincronización de la memoria racetrack", afirma Shan Wang, profesor de ciencias e ingeniería de los materiales y de ingeniería eléctrica en Stanford, en referencia a los algoritmos que controlan la lectura y la escritura de bits en un dispositivo de memoria racetrack. "De lo contrario, las paredes de dominio ... serían escritas en sitios inadecuados de los nanocables."
Sin embargo, Wang afirma que los dispositivos de memoria racetrack prácticos sigue estando bastante lejos. "Este artículo sólo muestra el exquisito desplazamiento de bits, pero aún no se trata de un dispositivo de memoria."
Aún queda por determinar, por ejemplo, señala Peter Fischer, científico en los Lawrence Berkeley National Labs, "cómo de limpio y perfecto tiene que ser el dispositivo para funcionar miles de millones de veces."
Parkin afirma que probablemente la fiabilidad de la memoria racetrack dependerá de los materiales utilizados en los nanocables y del diseño--el cuál será elaborado cuando se disponga de un prototipo. "No debería tomar demasiado tiempo", comenta Parkin. "Tal vez en dos años podríamos tener este prototipo."