De los materiales a los dispositivos
La integración de materiales magnéticos y no magnéticos en dispositivos nanoelectrónicos permite utilizar el espín de los electrones, además de su carga, para transportar y almacenar información. Este nuevo paradigma para dispositivos de memoria se denomina espintrónica. En relación con esta tecnología de memorias de nueva generación, un grupo de científicos financiado por la Unión Europea trabaja para explorar nuevos materiales y las interconexiones asociadas a ellos. El elemento de interconexión en el cual se centró la primera parte del proyecto «Tunable, highly spin-polarised materials for spintronics and non-volatile memories» (HIGHSPIN) se centró en lo que los científicos llaman válvula de espín no local (NLSV). En la NLSV, la corriente fluye desde la fuente de alimentación a tierra mediante un material ferromagnético y uno no magnético situado por debajo de ella. La corriente pasa a tener el espín polarizado, con el momento magnético de la mayoría de los electrones alineado con la magnetización del material ferromagnético. Los científicos de HIGHSPIN fabricaron NLSV utilizando distintos materiales de canal con el fin de abordar la caída exponencial de la corriente de espín. Los metales presentaban ventajas debido a su alta conductividad, lo cual ayuda a reducir las diferencias de conductividad prevalentes en los dispositivos de espín. A continuación, la atención de HIGHSPIN se orientó hacia un aspecto específico de las paredes de dominio en los nanohilos ferromagnéticos, que son los límites que separan las zonas de material imantado con alineación magnética distinta. Las paredes de dominio magnético no solo se pueden mover mediante campos magnéticos, sino también mediante corrientes con espín polarizado, lo cual ofrece una alternativa atractiva para diseñar memorias no volátiles magnéticas. Los científicos han demostrado que es posible obtener nanohilos magnéticos 3D de alta pureza utilizando el depósito inducido mediante haz de electrones enfocado. Los nanohilos pueden obtenerse con una alta relación de aspecto (hasta cien) y geometrías complejas, tal como sería necesario en futuros dispositivos de memoria espintrónicos. Finalmente, su comportamiento de conmutación magnética se puede probar directamente mediante el efecto Kerr magnetoóptico. La manipulación de estas paredes de dominio magnético abre al camino hacia una tecnología alternativa que aborda las limitaciones de los discos duros magnéticos y las soluciones de estado sólido. El proyecto HIGHSPIN ya ha realizado un paso importante en esta dirección con la demostración de la inversión de la magnetización en los nanohilos como resultado de la formación o propagación de las paredes de dominio.
