Un descubrimiento realizado por un grupo de investigadores abre un nuevo camino para la electrónica, las tecnologías de computación y dispositivos relacionados; y podría generar industrias completas en el futuro.
(NC&T) Los investigadores, del Laboratorio Nacional de Argonne, han descubierto que las estructuras de giro llamadas vórtices magnéticos, cuando se encuentran atrapadas dentro de estructuras ferromagnéticas estampadas litográficamente, se comportan de manera sorprendente. En una aleación de níquel-hierro, los dos vórtices se arremolinan en direcciones opuestas, uno en el sentido de las agujas del reloj y el otro en sentido contrario. Sin embargo, los investigadores han descubierto que la polaridad magnética del centro de los vórtices, como el ojo de un huracán, es controlada por la evolución temporal de las propiedades magnéticas y no por la dirección de los giros.
El material estudiado es de un tamaño aproximado de una micra, y el área del centro del vórtice es de unos 10 nanómetros.
Cuando el primer disco duro para ordenadores fue introducido hace 50 años, requirió de un tamaño bastante grande para guardar cada bit de información digital.
En los discos duros actuales, el tamaño correspondiente es de unas dos centésimas de millonésima del necesitado en los discos originales. Cada vez nos movemos mejor en la escala nanométrica, y el nanomagnetismo ya es uno de los mayores impulsos de la nanotecnología.
La gran ventaja de la nanociencia es que los investigadores pueden tomar materiales convencionales, como la aleación de níquel-hierro, reducirlos a la escala nanométrica y conseguir propiedades del todo nuevas. "Pensando en el futuro lejano podemos prever, por ejemplo, circuitos donde el flujo de los espines, no el flujo de las cargas eléctricas, operará en ordenadores y otros dispositivos electrónicos ahorrando la energía gastada en calor que se genera en los dispositivos actuales", explica el director del grupo, Sam Bader.
Como con otros materiales a escala nanométrica, los nanoimanes asumen nuevas propiedades, algunas de ellas imprevisibles. Entender esa incertidumbre y la física subyacente es importante para los investigadores que desarrollan la nueva tecnología. Con esta muy pequeña disposición de espines donde cada átomo tiene un momento magnético, el centro del vórtice responde a los estímulos viajando en una trayectoria en espiral.
Los investigadores crearon el material bajo la forma de una serie de estructuras elípticas, cada una conteniendo dos centros en vórtice; estimularon el material con un pulso magnético, y observaron la conducta subsiguiente.
Las muestras fueron fabricadas usando una nueva instalación para litografía de haz electrónico. El diminuto proceso pudo supervisarse usando un nuevo instrumento para medir las frecuencias de resonancia de los espines.
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