Nanopatrones magnéticos reconfigurables

30 junio, 2016
investigacion nanogune

Un equipo internacional de científicos dirigido por investigadores del CUNY Advanced Science Research Center (ASRC) y del Politécnico de Milán, y que ha contado con la participación de investigadores de nanoGUNE, ha presentado un innovador enfoque para el diseño de nanopatrones magnéticos reconfigurables, cuyas propiedades y funcionalidad pueden ser programadas y reprogramadas a voluntad. Este estudio ha sido presentado en el número de junio de 2016 de la publicación Nature Nanotechnology.

 

El método – que se publicó online en marzo de 2016 en Nature Nanotechnology – se basa en una litografía de sondas de barrido térmico y en usos de una nanopunta caliente para llevar a cabo el calentamiento y enfriamiento de campo altamente localizado en películas finas antiferromagnéticas y ferromagnéticas. La punta caliente se utiliza entonces para alinear los espines del material en la dirección que se desee, y con una resolución de nanoescala.

 

“La técnica propuesta es directa y combina la total reversibilidad y estabilidad de polarizaciones de cambio, ya que se puede escribir y reajustar el mismo patrón muchas veces, con la resolución y versatilidad de la litografía de sonda de barrido», manifestó Elisa Riedo, profesora de Física de la Iniciativa de Nanociencia del ASRC. “Este trabajo, concretamente, demuestra cómo la litografía de sonda de barrido térmico está logrando empuje como método de nanofabricación fundamental para la próxima generación de nanodispositivos, abarcando desde la detección biomédica hasta la espintrónica”.

 

Este nuevo enfoque ofrece a investigadores la oportunidad de controlar el magnetismo a nanoescala de una forma hasta ahora jamás aplicada. Los autores han utilizado este método para fabricar canales en los que las ondas de espín puedan propagarse. Las ondas de espín son una forma de reordenamiento para la propagación de la magnetización en un material. Se puede fabricar una nueva generación de dispositivos de computación y detección basándose en la propagación de ondas de espín en lugar de en la corriente eléctrica más convencional.

 

Riccardo Bertacco, profesor del Politécnico de Milán, señaló que estos descubrimientos permitirán el desarrollo de metamateriales innovadores con propiedades magnéticas de alta precisión, además de una arquitectura reconfigurable de dispositivos de computación. “Resulta igualmente prometedora la creación de estructuras con una alta respuesta a campos magnéticos externos, ya que se pueden utilizar como sensores en nuevas arquitecturas de dispositivos de espintrónica”, declaró. “El mercado objetivo potencial de estos dispositivos es extremadamente amplio, en particular con el advenimiento de la era del ‘Internet de las cosas’, en la que todo objeto requiere cada vez más sensores integrados y una importante capacidad computacional.”

 

Edoardo Albisetti, asociado de investigación posdoctoral en el Politécnico de Milán y primer autor del artículo, manifestó que el nuevo método de patrones de nanoestructura magnética ofrece a los investigadores más opciones de control. “Hasta la fecha los patrones de nanoestructuras magnéticas se han conseguido principalmente mediante modificaciones estructurales o químicas irreversibles” explicó Albisetti. “Por el contrario, utilizando este nuevo método de litografía de sonda de barrido magnético con asistencia térmica (tam-SPL, siglas del inglés thermal assisted magnetic scanning probe lithography), los nanopatrones magnéticos resultan totalmente reconfigurables y se obtienen sin modificar la química y topografía de la película.”

 

La posibilidad de obtener nuevos materiales metamagnéticos despeja el camino para el desarrollo de innovadores dispositivos para el procesamiento de información con base en células lógicas, y para la propagación y manipulación de ondas de espín en estructuras magnónicas.

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