Control eléctrico del magnetismo para nuevos dispositivos
La electrónica convencional está basada en las cargas de los electrones. La espintrónica, también conocida como magnetoelectrónica, aprovecha una propiedad cuántica de los electrones denominada espín y el magnetismo que este causa. Todo espín electrónico puede orientarse en una de dos direcciones —hacia arriba o hacia abajo, de manera semejante a los unos y ceros de la informática— y la espintrónica se vale de esta propiedad para almacenar información y realizar operaciones lógicas. Los dispositivos resultantes están a la vanguardia de las tecnologías desarrolladas para mejorar la memoria, aumentar la velocidad, disminuir el consumo de energía, etc. Un grupo de científicos inició con financiación de la UE el proyecto «Nanostructured magnetic materials for nanospintronics» (Namaste) para controlar y manipular las propiedades nanoscópicas de los materiales magnéticos y de este modo contribuir al desarrollo de nuevos dispositivos magnetoelectrónicos y espintrónicos. El grupo obtuvo resultados importantes en muchas áreas y los divulgó en numerosos artículos en Nature y otras revistas de gran difusión. El proyecto se centró en los efectos piezoeléctricos (la generación de electricidad en los materiales como consecuencia de la aplicación de esfuerzos mecánicos) y en el control de deformaciones. Se utilizó ingeniería de deformaciones locales para demostrar el completo control sobre las anisotropías locales de las nanoestructuras ferromagnéticas. Los científicos usaron deformaciones piezoeléctricas para controlar la orientación de la magnetización y la dinámica de las paredes de separación de dominios en dispositivos semiconductores ferromagnéticos. También emplearon deformaciones piezoeléctricas para controlar el campo coercitivo en pilas de metal ferromagnético y piezoeléctrico, y por primera vez en la historia lograron la inversión estable inducida por voltaje de la magnetización de un metal a temperatura ambiente y sin campo magnético externo. La investigación de Namaste dio lugar a varios otros hitos en el campo de la espintrónica. Los investigadores descubrieron la resonancia ferromagnética inducida por corriente, un nuevo efecto físico que luego usaron para medir las constantes de anisotropía magnética de nanoestructuras magnéticas individuales. Los científicos dilucidaron la física del efecto de magnetorresistencia anisotrópica de bloqueo de Coulomb y llevaron a cabo las primeras mediciones de la anisotropía del potencial químico de un material ferromagnético. Por último, el equipo de Namaste fue el primero en demostrar el efecto túnel de magnetorresistencia anisotrópica a temperatura ambiente y en usarlo en dispositivos antiferromagnéticos. La espintrónica podría usarse en todos los componentes clave del procesamiento de información, incluyendo almacenamiento, memorias, procesadores y optoelectrónica. Los avances significativos que ha logrado Namaste en la ingeniería y la manipulación del magnetismo a través de tratamientos teóricos, el desarrollo de nuevos materiales y la caracterización a escala atómica han abierto la puerta hacia una nueva generación de dispositivos de alta tecnología.
