A menudo hay una simetría pronunciada cuando miras la red de cristales:no importa dónde mires, los átomos están dispuestos uniformemente en todas las direcciones. Este comportamiento también se esperaría de un cristal, qué físicos del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), la Universidad de Varsovia y la Academia de Ciencias de Polonia produjeron con un compuesto de un semiconductor de arseniuro de indio enriquecido con hierro. El material, sin embargo, no se adhirió a la simetría perfecta. El hierro formó dos dimensiones, estructuras en forma de láminas en el cristal que eran magnéticas. A largo plazo, el resultado podría ser vital para comprender los superconductores.

"Utilizando las posibilidades de nuestro Ion Beam Center, disparamos iones de hierro rápidos a un cristal hecho de arseniuro de indio, un semiconductor hecho de indio y arsénico, "dice el Dr. Shengqiang Zhou, físico en el Instituto HZDR de Investigación de Materiales y Física de Rayos de Iones. "El hierro penetró aproximadamente 100 nanómetros de profundidad en la superficie del cristal". Los iones de hierro estaban en minoría, constituyendo sólo un pequeño porcentaje en la superficie. Luego, los investigadores dispararon pulsos de luz al cristal usando un láser. Los destellos eran ultracortos de modo que solo la superficie se derretía. "Durante mucho menos de un microsegundo, los cien nanómetros superiores eran una sopa caliente, mientras que el cristal de abajo permaneció frío y bien ordenado, "Zhou dice, describiendo el resultado.

La superficie del cristal se enfrió de nuevo en un abrir y cerrar de ojos después del bombardeo láser. Algo inusual sucedió:la superficie esencialmente había vuelto a la estructura de celosía de arseniuro de indio. El enfriamiento sin embargo, fue tan rápido que los átomos de hierro no tuvieron tiempo suficiente para encontrar y ocupar un estado reticular regular en el cristal. En lugar de, los átomos de metal unieron fuerzas con sus pares para formar estructuras notables:pequeñas, láminas bidimensionales dispuestas en paralelo.

"Fue una sorpresa que los átomos de hierro estuvieran dispuestos de esta manera, ", dice Zhou." Por lo tanto, pudimos crear una estructura laminar de este tipo por primera vez a nivel mundial ". Cuando los expertos examinaron el material recién creado más de cerca, determinaron que se había vuelto magnético debido a la influencia del hierro. Los investigadores de Polonia y Alemania también lograron describir teóricamente el proceso y simularlo en la computadora. "Los átomos de hierro se organizaron en una estructura laminar porque este era energéticamente el estado más favorable que podían adoptar en el breve período de tiempo, "dice el profesor Tomasz Dietl del Centro Internacional de Investigación MagTop de la Academia de Ciencias de Polonia, resumiendo el resultado de los cálculos.

El resultado podría ser relevante en, por ejemplo, comprensión de los superconductores, una clase de materiales que pueden conducir la electricidad por completo sin pérdidas. "Las estructuras similares a laminillas también se pueden encontrar en muchos materiales superconductores, ", explica Zhou." Por lo tanto, nuestro compuesto podría servir como un sistema modelo y ayudar a comprender mejor el comportamiento de los superconductores ". Esto quizás también podría servir para optimizar sus propiedades:para que los superconductores funcionen, actualmente deben enfriarse a temperaturas comparativamente bajas de, por ejemplo, menos doscientos grados Celsius. El objetivo de muchos expertos es aumentar estas temperaturas gradualmente, hasta que encuentren un material de ensueño, que pierde su resistencia eléctrica incluso a temperaturas ambiente normales.