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Jueves, 20 agosto 2015
Física

Insólita conducta magnética observada en la interfase entre dos materiales

Utilizando una técnica especial, unos investigadores han analizado una clase exótica de comportamiento magnético motivado por la mera proximidad de dos materiales. El nuevo hallazgo podría usarse para explorar una serie de fenómenos físicos exóticos, y podría llegar a emplearse en la producción de componentes esenciales para las futuras computadoras cuánticas.

 

El novedoso fenómeno sucede en la frontera entre un material ferromagnético y un tipo de material llamado aislante topológico, que evita que la electricidad fluya a través de todo su volumen interno pero cuya superficie, en cambio, es un conductor eléctrico muy bueno.

 

En la nueva investigación, realizada por el equipo de Mingda Li, Cui-Zu Chang, Ju Li y Jagadeesh Moodera, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, se ha comprobado que cuando se adhiere una capa de aislante topológico a una capa de material ferromagnético, allí donde se encuentran los dos materiales se desencadena un efecto llamado orden magnético dependiente de la proximidad, que produce un patrón magnético localizado y controlable en la interfase.

 

Este efecto de “magnetismo de proximidad” podría crear una banda prohibida, una característica necesaria para los transistores, en un aislante topológico, haciendo posible activar o desactivar un dispositivo que actuaría como componente esencial en cualquier arquitectura de la naciente espintrónica. A la espintrónica se la puede definir como una electrónica basada en el espín, el cual es una manifestación de la mecánica cuántica que podría describirse como apuntando hacia "arriba" o hacia "abajo". El espín es una propiedad fundamental del electrón y es responsable de la mayoría de los fenómenos magnéticos.

 

[Img #30067]

 

Este diagrama muestra la estructura de capas analizada por sus propiedades magnéticas. Las esferas amarillas representan átomos de telurio; las azules representan antimonio-bismuto; y las esferas moradas representan azufre. La esfera negra con una flecha denota un átomo de dopante, y las verdes con flechas muestran átomos de europio. Las diferentes flechas de color representan varias formas en las que un ion de europio puede verse afectado por la interfase entre los materiales. (Imagen: Cortesía de los investigadores)

 

La espintrónica es una gran promesa para enriquecer o incluso reemplazar a la electrónica tradicional. Mientras los circuitos electrónicos hacen circular a los electrones gracias a su carga, los circuitos de la espintrónica funcionarían basándose en el espín. Gracias a ello, operaciones típicas de la circuitería clásica, como la conmutación (el mecanismo que produce los ceros y los unos del código binario) podrían ser realizadas más deprisa y usando menos energía.

 

El efecto de magnetismo de proximidad descubierto en la nueva investigación también podría ser de gran utilidad en la arquitectura de las computadoras cuánticas, además de abrir nuevos campos de estudio en la física.

 

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