Semiconductores reciben un impulso magnético con nuevo método de investigadores de UCLA
Los investigadores demostraron la capacidad de producir materiales semiconductores que contienen hasta un 50% de átomos magnéticos, mientras que los métodos actuales suelen limitarse a una concentración de átomos magnéticos no superior al 5%.
Un nuevo método para combinar elementos magnéticos con semiconductores —materiales vitales para computadoras y otros dispositivos electrónicos— fue presentado por un equipo de investigación liderado por el Instituto de Nanosistemas de California en la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA).
Los investigadores demostraron la capacidad de producir materiales semiconductores que contienen hasta un 50% de átomos magnéticos, mientras que los métodos actuales suelen limitarse a una concentración de átomos magnéticos no superior al 5%. Utilizando su proceso, el equipo creó una biblioteca de más de 20 nuevos materiales que combinaron elementos magnéticos como cobalto, manganeso y hierro con una variedad de semiconductores, informó UCLA en una publicación de noticias en línea.
"El estudio también demostró que la nueva estrategia podría usarse para incorporar elementos magnéticos en superconductores, una clase de materiales que permiten que los electrones viajen a través de ellos con resistencia cero bajo ciertas condiciones", señaló la publicación en línea de UCLA. "Otros experimentos agregan átomos magnéticos a aislantes topológicos, que son sustancias que se comportan como aislantes en su interior pero permiten que los electrones fluyan libremente en su superficie".
En pruebas que incluyeron el uso de imágenes atómicas y mediciones de magnetización, los investigadores encontraron evidencia de que los nuevos materiales hechos con superconductores y aislantes topológicos mantuvieron sus rasgos exóticos mientras desarrollaban un nuevo comportamiento magnético.
La espintrónica ya se utiliza en tecnologías como los cabezales de lectura que extraen datos de los discos duros en computadoras y otros dispositivos. A diferencia de la electrónica convencional, los componentes espintrónicos no producen calor en exceso, una barrera importante para concentrar más potencia en chips más pequeños. Al superar esta limitación, la espintrónica podría conducir a futuros dispositivos más potentes, compactos y energéticamente eficientes, o incluso a otros con capacidades completamente nuevas.
Los materiales magnéticos producidos con el nuevo método también podrían servir como materiales fundamentales para futuras computadoras cuánticas. Se espera que dichos dispositivos completen cálculos que actualmente son imposibles, simulen fenómenos naturales complejos a un nivel que las computadoras tradicionales no logran alcanzar y permitan una ciberseguridad inquebrantable.
La técnica de los investigadores implica apilar alternativamente láminas atómicamente delgadas de los semiconductores y capas autoorganizadas de átomos magnéticos. Esta arquitectura en capas permite que cada componente conserva sus disposiciones ordenadas y propiedades intrínsecas, al mismo tiempo que da lugar a nuevos comportamientos colectivos.
El proceso del equipo podría proporcionar una plataforma de materiales versátil para futuros dispositivos espintrónicos que puedan hacer más que la electrónica contemporánea, con una eficiencia energética superior. Por ejemplo, los sistemas de inteligencia artificial populares de hoy en día consumen enormes cantidades de electricidad y agua; las futuras computadoras que implementen espintrónica pueden albergar aplicaciones de IA que sean más potentes y, al mismo tiempo, eviten la preocupante huella de carbono y el agotamiento de recursos vitales, según la publicación.
