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Magnetización totalmente óptica para los dispositivos del futuro

La magnetización inducida por láser promete traer consigo grandes avances en las tecnologías de almacenamiento magnético, procesamiento de la información y espintrónica. Los científicos exploran la magnetización ultrarrápida, reversible e inducida ópticamente con la vista puesta en las tecnologías de procesamiento de la información, de formas todavía nunca vistas.
Magnetización totalmente óptica para los dispositivos del futuro
Los cambios magnéticos inducidos ópticamente observados al inicio en algunos materiales eran el resultado de la absorción óptica seguida de una variación rápida de la temperatura, motivo por el cual el efecto era irreversible y tenía aplicaciones limitadas. Mediante el control no térmico de la magnetización, el campo emergente del nanooptomagnetismo está preparado para contribuir tecnológicamente a nuevos dispositivos de forma importante. Un requisito previo es la formación avanzada de una nueva generación de científicos para liderar el cambio.

El proyecto «Femtosecond opto-magnetism and novel approaches to ultrafast magnetismat the nanoscale» (FANTOMAS), financiado por la Unión Europea, aborda ambas cuestiones, mediante la formación de una nueva generación de científicos multidisciplinares y la investigación de los efectos no térmicos de la luz sobre nanoimanes. El objetivo es conocer en detalle los mecanismos físicos implicados en el control óptico, ultrarrápido y de alta eficiencia, del nanomagnetismo.

Durante el periodo documentado hasta ahora del proyecto, los científicos estudiaron la dinámica de inversión totalmente óptica de la magnetización utilizando una nueva técnica experimental y la modelización teórica multiescala. Mediante la captación de imágenes de un solo disparo de femtosegundos, que utiliza un único pulso láser muy rápido, los científicos obtuvieron secuencias de imágenes que muestran los cambios de las estructuras magnéticas en el tiempo. El modelo reveló una vía única de inversión de la magnetización que será importante para el desarrollo de dispositivos.

Los investigadores también desarrollaron un método de fabricación para introducir la magnetización gradual activada térmicamente y obtuvieron semiconductores magnéticos con propiedades magnéticas a medida. Demostraron la presencia de un cambio fotoinducido de la coercividad o la resistencia a la desmagnetización (efecto de fotocoercividad, PCE) de un semiconductor con muy baja iluminación. Los investigadores también estudiaron la dinámica de magnetización ultrarrápida en láminas delgadas dieléctricas (poco conductoras o aislantes) con resultados preliminares alentadores.

Se espera que la caracterización de la magnetización ultrarrápida y reversible, inducida ópticamente, sea una aportación importante para el desarrollo de nuevos dispositivos en áreas que incluyen la grabación magnética y las aplicaciones de procesamiento de información, ultrarrápidas y a velocidades sin precedentes. El alto nivel de formación de los investigadores jóvenes dentro de un consorcio de socios académicos e industriales garantizará que el conocimiento desarrollado se aplique rápidamente a nuevos dispositivos.

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