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'Espintrónica' para los microdispositivos cuánticos del futuro

Bajo los auspicios del proyecto SPINOSA, se prevé que los nuevos conceptos de transporte de espines en los semiconductores faciliten el desarrollo de dispositivos sólidos, altamente funcionales y con una gran eficiencia energética.

Economía digital

Los espines hacen referencia al momento angular intrínseco que caracteriza cada tipo de partícula de elemento. Concretamente en la mecánica cuántica, el espín es un parámetro importante para los sistemas de escala atómica como los átomos, los protones y los electrones, y tiene mucho que ver con el magnetismo. En informática, los espines se pueden usar como portadores de información binaria en los semiconductores de espines. La denominada 'electrónica de espines' o 'espintrónica' es un campo nuevo que ha recibido mucha atención en los últimos quince años. En la espintrónica, la información depende de unos portadores de espines electrónicos en lugar de la carga de electrones, y se almacena en el espín indicando su orientación, hacia arriba o hacia abajo. La duración relativamente larga de la orientación mediante espines de los electrones de conducción hace que los dispositivos de la espintrónica resulten apropiados para almacenar memoria y para aplicaciones de sensores magnéticos. La combinación de la microelectrónica con los efectos que genera la interacción entre el espín del portador y las propiedades magnéticas del material ha abierto las puertas a nuevas formar de generar dispositivos avanzados. Uno de los temas más importantes es la posibilidad de inyectar, manipular y detectar espines en sistemas de estado sólido. Se han estudiado distintas propuestas, incluidos los empalmes metal magnético/semiconductor, aparatos mecánicos y semiconductores. El proyecto SPINOSA se centró en el desarrollo de contactos para inyectar espines en semiconductores con el fin de obtener aplicaciones de espintrónica nuevas a temperatura ambiente. Parte del trabajo consistió en desarrollar contactos de tunnelling (penetración por efecto túnel) y barreras para la inyección de electrones utilizando materiales ferromagnéticos. Los investigadores estudiaron los fenómenos de magnetorresistencia del tunnelling que se producían en la pila de un semiconductor ferromagnético. Esta resistencia se basa sobre todo en el cambio en la densidad de los estados en el material ferromagnético cuando varía la dirección de la magnetización con respecto a la red cristalina. Además, en una pila de capas con dos capas ferromagnéticas este efecto se puede mejorar de forma considerable. Estos resultados ayudan a comprender mejor los procesos de inyección de espines, y se podrían usar para mejorar los dispositivos magnetoelectrónicos. Para más información, haga clic en el enlace siguiente: http://www.physik.uni-wuerzburg.de/EP3/Arbeitsgruppen/Spinosa/SPINOSA.html

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