Servicio de Información Comunitario sobre Investigación y Desarrollo - CORDIS

ERC

FUNDMS — Resultado resumido

Project ID: 227690
Financiado con arreglo a: FP7-IDEAS-ERC
País: Polonia

Una investigación desentraña las propiedades ferromagnéticas de los semiconductores magnéticos

Recientemente, la ciencia de los materiales ha realizado importantes esfuerzos para encontrar compuestos que reúnan propiedades semiconductoras útiles y propiedades ferromagnéticas. Unos científicos financiados por la Unión Europea resolvieron el debate sobre el origen de ferromagnetismo en diferentes familias de semiconductores magnéticos diluidos (DMS) y sugirieron posibles funcionalidades para estos materiales.
Una investigación desentraña las propiedades ferromagnéticas de los semiconductores magnéticos
Se ha utilizado el espín y la carga de electrones para desarrollar dispositivos de almacenamiento innovadores con funcionalidades completamente nuevas, sorteando así las limitaciones asociadas a la electrónica convencional, cada vez mayores. Otra estrategia que ha sido muy estudiada es el uso de DMS para obtener portadores de espín polarizado para el almacenamiento de datos. Los DMS se crearon por adición de iones de metales de transición como el manganeso (Mn), hierro y cobalto a receptores semiconductores como el nitruro de galio (GaN) u óxido de zinc. La interacción entre los espines conduce al orden ferromagnético a temperaturas bajas, necesario para crear portadores con espín polarizado.

A pesar de los avances en la física de los DMS, comprender y controlar estos materiales supone el campo más complicado y de mayor debate de la ciencia de materiales y la física de la materia condensada de la actualidad. En vistas de ello, unos científicos iniciaron el proyecto FUNDMS (Functionalisation of diluted magnetic semiconductors).

El proyecto permitió a las instalaciones sincrotrón avanzadas aprender sobre la ubicación de los iones magnéticos en retículas semiconductoras. Gracias a los estudios teóricos y experimentales fue posible descifrar y comprender mejor cómo controlar la heterogeneidad nanométrica en la distribución de los iones de metales de transición. Gracias a la información sobre la distribución de iones es posible comprender las propiedades macroscópicas de los DMS.

Los miembros del proyecto examinaron experimentalmente y describieron muchos aspectos de los mecanismos que dan cuenta de las propiedades ferromagnéticas en los DMS con una distribución uniforme del Mn. En las películas de (Ga, Mn)N, se observó ferromagnetismo a pesar de la ausencia de portadores, y el mecanismo asociado se definió como superintercambio ferromagnético. También se demostró que el acoplamiento fuerte entre los espines localizados es mediado por huecos en la banda de valencia.

Otro problema estudiado por FUNDMS se refiere al efecto de la ubicación de los huecos en el ferromagnetismo mediado por los huecos. Los científicos demostraron que las fluctuaciones críticas en la densidad de los portadores de estructuras semiconductoras de aislantes metálicos conducían a la coexistencia de regiones ferromagnéticas y superparamagnéticas.

FUNDMS presentó una patente para uno de sus métodos de control de la agregación de los iones de metales de transición y otra para la amplia fotoluminiscencia causada por las impurezas en GaN que sirve para láseres infrarrojos a base de GaN. Los resultados del proyecto se difundieron en setenta y cuatro publicaciones y cerca de cien ponencias.

Información relacionada

Palabras clave

Ferromagnetismo, ciencia de los materiales, semiconductores magnéticos diluidos, polarización del espín, FUNDMS
Síganos en: RSS Facebook Twitter YouTube Gestionado por la Oficina de Publicaciones de la UE Arriba