Un hallazgo que puede revolucionar el diseño de dispositivos magnéticos

El Exchange Bias es una interacción de superficie muy importante, tanto a nivel científico como industrial que permite, entre otras cosas, el correcto funcionamiento de las cabezas lectoras de los discos duros o el funcionamiento de algunos tipos de memorias magnéticas. Un equipo de investigadores liderado desde el Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología (ISOM) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) (España) ha descubierto un nuevo mecanismo físico para generar esta interacción.

La interacción Exchange Bias acopla dos materiales magnéticos, un antiferro y un ferromagnético, haciendo que el material ferromagnético se comporte de una manera muy peculiar, como si hubiese un gran campo magnético invisible obligándolo a estar saturado magnéticamente en una única dirección. Esta importante interacción, muy empleada en el magnetismo moderno, está muy presente en nuestra vida porque es necesaria para el correcto funcionamiento de muchas herramientas y dispositivos que manejamos habitualmente.

Desde el descubrimiento del Exchange Bias hace 60 años y a pesar de su inmensa relevancia científica e industrial, sólo se ha conocido un mecanismo físico para promover el Exchange Bias, que es la activación térmica de los momentos magnéticos en la interfaz entre el antiferro y el ferromagnético.

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Esto se suele conseguir calentando la muestra y enfriándola en presencia de un campo magnético externo, pero ahora, según publican en la revista Nature, los autores describen un nuevo mecanismo físico para generar Exchange Bias. No se había observado en las seis décadas de intensa investigación sobre este tema.

“Hemos producido muestras que permiten una cristalización espontánea a temperatura ambiente del material antiferromagnético. Según avanza la cristalización, se va estableciendo el Exchange Bias con una energía incluso superior a la que se consigue con el procedimiento tradicional (enfriar en presencia de campo magnético)”, explica José Luis Prieto, uno de los investigadores del ISOM que participa en el estudio.

La interacción Exchange Bias acopla dos materiales magnéticos, un antiferro y un ferromagnético, haciendo que el segundo se comporte como si hubiese un gran campo magnético invisible, obligándolo a estar saturado magnéticamente en una única dirección. (Foto: UPM)

“Este nuevo mecanismo físico, más allá de las implicaciones científicas fundamentales derivadas, permite seleccionar con mucha facilidad la dirección preferente del Exchange Bias y controlarlo a nivel microscópico, lo cual puede tener mucha utilidad a nivel industrial”, añade.

En concreto, el papel de los investigadores de la UPM ha consistido en el descubrimiento de este nuevo efecto, la producción de las muestras y gran parte de su caracterización. En el trabajo también ha participado el instituto IMDEA Nanociencia (donde se tomaron fotografías magnéticas de las muestras), el CSIC y la Universidad de York, esta última, sede de uno de los principales grupos de investigación en Exchange Bias. (Fuente: UPM)