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Científicos de la Universidad de Manchester han descubierto un nuevo giro en el grafeno, de manera que convierte a éste en un fantástico material magnético, abriendo una nueva gama de oportunidades para el más fino material del mundo en el ámbito de la espintrónica.

Un equipo dirigido por el profesor Andre Geim, ganador del Premio Nobel 2010 por el grafeno, ha podido demostrar ahora que, una corriente eléctrica, el flujo de electrones, puede magnetizar el grafeno.

Los resultados se han publicado en Science, y esto puede suponer un avance potencialmente enorme en el campo de la espintrónica.

La espintrónica es un grupo de tecnologías emergentes que explotan el giro (espín) intrínseco del electrón, además de su carga eléctrica fundamental que se explota en la microelectrónica.

Hoy día ya se producen miles de millones de dispositivos espintrónicos, como sensores y memorias. Cada disco duro tiene un sensor magnético que utiliza un flujo de espín, y los chip de memoria de acceso aleatorio magnética (MRAM) son cada vez más popular.

Los hallazgos son parte de un gran esfuerzo internacional llevado a cabo por grupos de investigación de EE.UU., Rusia, Japón y Países Bajos.

La clave de la espintrónica es conectar el espín electrónico a la corriente eléctrica, tal como actualmente se manipulan los medios que se utilizan en la microelectrónica.

Se cree que, en los dispositivos y transistores de espintrónica futuros, el acoplamiento entre la corriente y el espín será directo, sin necesidad de utilizar materiales magnéticos que inyecten el espín como se hace en estos momentos.

Hasta ahora, esta vía sólo se había demostrado usando materiales con la denominada interacción espín-órbita, en la cual, pequeños campos magnéticos creados por los núcleos afectan al movimiento de los electrones a través de un cristal. El efecto es generalmente pequeño y lo hacía difícil de usar.

Los investigadores han descubierto una nueva forma para interconectar el espín y la carga, aplicando un relativamente débil campo magnético al grafeno, y hallaron que, esto provoca un flujo de espines en dirección perpendicular a la corriente eléctrica, de esta manera la hoja de grafeno queda magnetizada.

El efecto se parece al que causa la interacción espín-órbita, pero más grande y se puede ajustar mediante la variación de un campo magnético externo.

Los investigadores de la Univ. de Manchester muestran, a su vez, que el grafeno colocado en el nitruro de boro es un material ideal para la espintrónica, porque el magnetismo inducido se extiende a distancias macroscópicas desde la corriente actual sin decaer.

El equipo cree que su descubrimiento ofrece numerosas oportunidades para rediseñar dispositivos de espintrónica y la creación de otros nuevos, como transistores basados en el espín.

El profesor Geim, comentaba que, "el santo grial de la espintrónica es la conversión de la electricidad en magnetismo, y viceversa. Nosotros ofrecemos un nuevo mecanismo, gracias a las propiedades únicas de grafeno. Me imagino que muchos puntos de la espintrónica podrán beneficiarse de este hallazgo."

Antonio Castro Neto, profesor de física de Boston, quien escribió un artículo para la revista Science que acompaña esta labor de investigación comentó: " El grafeno abre las puertas a muchas nuevas tecnologías. No es de extrañar, que hayan otorgado el premio Nobel de Física 2010 a Andre Geim y Kostya Novoselov, por sus experimentos innovadores en esta materia."

"Aparentemente no satisfechos con lo que han logrado hasta el momento, Geim y sus colaboradores, han demostrado ahora otro efecto totalmente inesperado, esta vez implicando la mecánica cuántica en condiciones ambientales. Este descubrimiento abre un nuevo capítulo en la corta pero rica historia del grafeno", concluyó.

  • Referencia: AlphaGalileo.org, 14 de abril de 2011
  • Fuente: Universidad de Manchester .
  • Imagen: La imagen muestra un flujo de electrones (flechas verdes), que magnetizan el grafeno en dirección opuesta a izquierda y a derecha de la corriente. Universidad de Manchester
  • Información bibliográfica; Science, the paper, Giant Nonlocality Near the Dirac Point in Graphene, by D.A Abanin, S.V.Morozov, L. A Ponomarenko, R.V Gorbachev, A.S Mayorov, M.I Katsnelson, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, K.S Novoselov, L.S Levitov and A.K Geim, is available on request from the Press Office .

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Editor del blog Pedro Donaire

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