Ingredientes superconductores y ferromagnéticos para obtener nanohíbridos
En muchas nanoestructuras, se ha observado que el transporte de electrones presenta coherencia cuántica y obedece a leyes específicas, muy distintas de las de los sistemas macroscópicos y microscópicos. Estos descubrimientos allanaron el camino hacia el nuevo campo de la física mesoscópica. En el proyecto LODIHYBRIDS (Correlations and proximity effect in low-dimensional and hybrid structures), financiado por la Unión Europea, un grupo de científicos estudió los comportamientos mesoscópicos de sistemas híbridos formados por materiales con propiedades antagónicas. Entre ellos, los sistemas superconductor-ferromagnético fueron un ejemplo interesante. El ferromagnetismo y la superconductividad se consideran fenómenos antagónicos, por lo menos a primera vista. Mientras que la superconductividad tiende a alinear los espines de los electrones en pares de Cooper opuestos entre sí, el ferromagnetismo favorece la alineación paralela de los momentos magnéticos y espines con la misma orientación. En nanoestructuras híbridas, en las cuales un material no superconductor está en contacto con un superconductor, se intercambian pares de Cooper y excitaciones electrónicas. Los investigadores de LODIHYBRIDS estudiaron la llamada corriente de Andreev, que se induce mediante resonancia ferromagnética y otros efectos en las interfaces. A continuación, se centraron en buscar los estados enlazados de Majorana, un tema importante en la investigación en física mesoscópica. La generación, detección y manipulación de estados enlazados de Majorana podrían permitir desarrollar la computación cuántica protegida topológicamente. Se utilizó un sistema híbrido que contenía aislantes topológicos o nanohilos con el fin de identificar las características de los estados enlazados de Majorana y, así, proponer nuevas formas de obtenerlos experimentalmente. Las consecuencias de la superconductividad topológica asociada con estados enlazados de Majorana se estudiaron en uniones Josephson. Se espera que los hallazgos de LODIHYBRIDS contribuyan a un mejor conocimiento de los sistemas híbridos allí donde el contacto próximo entre materiales con propiedades antagonistas provoca la aparición de dinámicas especiales. Estos efectos desempeñarán un papel esencial en los ordenadores cuánticos del futuro.
Palabras clave
Nanohíbrido, nanomaterial, computación cuántica, ferromagnetismo, superconductividad
