Espintrónica: hacia dispositivos electrónicos más eficientes
Ensenada, Baja California. 20 de mayo de 2018.- ¿Cómo crear teléfonos móviles y computadoras que intercambien información más ágilmente? ¿Cómo almacenar mayores cantidades de información en dispositivos más compactos? ¿Cómo diseñar aparatos electrónicos que consuman menos energía?
Investigadores de todo el mundo buscan las respuestas a estas preguntas a través de un campo tecnológico emergente: la espintrónica.
Mientras que los dispositivos electrónicos convencionales están construidos de componentes desarrollados a partir de la carga eléctrica, la espintrónica se propone fabricar nuevos componentes que permitan manipular el espín electrónico, una propiedad intrínseca de los electrones.
Sin embargo, los dispositivos espintrónicos solo se han fabricado en laboratorios de investigación, por lo que aún no son accesibles comercialmente. Para ello, es necesario el desarrollo de nuevos materiales con propiedades ferromagnéticas y bajo este objetivo trabajan especialistas del Centro de Nanociencias y Nanotecnología (Cnyn) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), campus Ensenada.
El doctor Manuel Herrera Zaldívar, investigador del Cnyn, colabora con un grupo de científicos que estudian el ferromagnetismo en semiconductores magnéticos diluidos (DMS, por sus siglas en inglés), materiales que eventualmente formarán parte de dispositivos espintrónicos, por ejemplo, una válvula espín o transistores de espín polarizado.
¿Qué son los semiconductores magnéticos diluidos?
Los semiconductores son elementos con una conductividad eléctrica superior a la de los aislantes e inferior a la de los conductores; son materiales utilizados para la fabricación de dispositivos como el transistor, base de los microprocesadores actuales.
Cuando el sistema de un transistor se apaga, toda la información almacenada se pierde, por ello el consumo de energía es muy elevado, señala el artículo«Semiconductores magnéticos diluidos: materiales para la espintrónica», publicado en 2007 por investigadores del Instituto de Magnetismo Aplicado (IMA) de la Universidad Complutense de Madrid (UCM).
Los autores mencionan que la ventaja de los materiales magnéticos es que la información, una vez grabada, se almacena durante años, por lo que el consumo de energía es mínimo.
“Si se consiguiera un material con las propiedades de los materiales semiconductores y magnéticos simultáneamente, se podría evitar esta transferencia continua de información, lo que permitiría desarrollar dispositivos más rápidos, eficaces y con menor consumo de energía”, observan.
En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Herrera Zaldívar explicó que cuando un semiconductor presenta ferromagnetismo, significa que los espines de sus electrones de conducción se mantendrán orientados a lo largo de la dirección de un campo magnético previamente aplicado.
“Las propiedades ferromagnéticas o las propiedades magnéticas en los semiconductores DMS son inducidas por la incorporación de impurezas magnéticas en muy bajas concentraciones, por ejemplo, si nosotros incorporamos manganeso o cromo en concentraciones menores al uno por ciento atómico, podremos observar este comportamiento ferromagnético a temperatura ambiente en semiconductores, tales como el nitruro de galio (GaN) o el óxido de zinc (ZnO)”.
A partir de las propiedades electrónicas de diversos semiconductores, que los especialistas del Cnyn conocen ampliamente, este grupo de investigación ha inducido ferromagnetismo en diversos materiales y ha obtenido semiconductores magnéticos diluidos para avanzar en el desarrollo de novedosos dispositivos espintrónicos.
Fuente: Agencia Informativa Conacyt
