En un estudio de prueba de concepto publicado en Física de la naturaleza , los investigadores dibujaron cuadrados magnéticos en un material no magnético con un bolígrafo electrificado y luego "leyeron" este garabato magnético con rayos X.

El experimento demostró que las propiedades magnéticas se pueden crear y aniquilar en un material no magnético con la aplicación precisa de un campo eléctrico, algo que los científicos han buscado durante mucho tiempo en busca de una mejor manera de almacenar y recuperar información en discos duros y otros dispositivos de memoria magnética. La investigación se llevó a cabo en el Laboratorio Nacional Acelerador SLAC del Departamento de Energía y en el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea.

"Lo importante es que es reversible. Cambiar el voltaje del campo eléctrico aplicado desmagnetiza el material nuevamente, "dijo Hendrik Ohldag, coautor del artículo y científico del Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL) del laboratorio, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE.

"Eso significa que esta técnica podría usarse para diseñar nuevos tipos de dispositivos de almacenamiento de memoria con capas adicionales de información que se pueden encender y apagar con un campo eléctrico". en lugar de los campos magnéticos que se utilizan hoy en día, "Dijo Ohldag." Esto permitiría un control más específico, y sería menos probable que cause efectos no deseados en las áreas magnéticas circundantes ".

"Este hallazgo experimental es importante para superar las dificultades actuales en las aplicaciones de almacenamiento, "dijo Jun-Sik Lee, un científico del personal de SLAC y uno de los líderes del experimento. "Ahora podemos hacer una declaración definitiva:este enfoque se puede implementar para diseñar futuros dispositivos de almacenamiento".

Alineando los giros

Las propiedades magnéticas de un material están determinadas por la orientación de los espines de los electrones. En materiales ferromagnéticos, encontrado en discos duros, imanes de nevera y agujas de brújula, todos los espines de los electrones están alineados en la misma dirección. Estos giros se pueden manipular aplicando un campo magnético, volteándolos de norte a sur, por ejemplo, para almacenar información como unos y ceros.

Los científicos también han estado probando diferentes formas de crear un "estado multiferroico, "donde el magnetismo se puede manipular con un campo eléctrico.

"Este se ha convertido en uno de los santos griales de la tecnología durante la última década, "Dijo Ohldag." Hay estudios que han mostrado aspectos de este estado multiferroico antes. La novedad aquí es que al diseñar un material en particular, logramos crear y eliminar el magnetismo de forma controlada en la nanoescala ".

Diafonía entre la electricidad y el magnetismo

En este estudio, el equipo comenzó con un material antiferromagnético, uno que tiene pequeños parches de magnetismo que se cancelan entre sí, para que, en general, no actúe como un imán.

Tanto los antiferromagnetos como los ferromagnetos muestran propiedades magnéticas solo por debajo de una cierta temperatura, y por encima de esa temperatura se vuelven no magnéticos.

Al diseñar un material antiferromagnético dopado con el elemento lantano, los investigadores descubrieron que podían ajustar las propiedades del material de tal manera que la electricidad y el magnetismo pudieran influirse mutuamente a temperatura ambiente. Luego podrían cambiar las propiedades magnéticas con un campo eléctrico.

Para ver estos cambios, sintonizaron un microscopio de rayos X de transmisión de barrido en SSRL para que pudiera detectar el giro magnético de los electrones. Las imágenes de rayos X confirmaron que se había producido la magnetización, y fue verdaderamente reversible.

Próximo, el equipo de investigación quisiera probar otros materiales, para ver si pueden encontrar una manera de hacer que el efecto sea aún más pronunciado.