Crédito:Instituto Nacional de Ciencia de Materiales
Así como los imanes atraen partículas de hierro en los pozos de arena, el magnetismo permanente solo atrae un tipo de ion en una solución electroquímica, constituyendo la base de transistores electroquímicos controlados magnéticamente.
Los dispositivos electroquímicos encuentran aplicación en muchas tecnologías, incluidas las baterías, condensadores, sensores, y transistores. Para que funcionen estos dispositivos electroquímicos, necesitan un campo eléctrico que provoque el transporte iónico y los procesos electroquímicos. Esta regla simple pero estricta ha obstaculizado durante mucho tiempo la innovación en electroquímica y tecnologías relacionadas, sin embargo, Los investigadores de WPI-MANA recientemente desafiaron la regla con su desarrollo del control magnético de dispositivos electroquímicos.
Los investigadores de WPI-MANA Takashi Tsuchiya y Kazuya Terabe y sus compañeros de trabajo utilizaron un pequeño imán, en lugar de equipos eléctricos, para conducir iones. El transporte de FeCl paramagnético 4 iones en un electrolito líquido (incluido [Bmim] FeCl 4 ) fue controlado magnéticamente para operar un dispositivo electroquímico típico; un transistor eléctrico de doble capa (EDLT), un tipo de transistor que usa una EDL en una interfaz semiconductor / electrolito para ajustar la densidad de portadora electrónica del semiconductor. Una conductancia eléctrica de un gas de agujero bidimensional (varios nanómetros de espesor) en una interfaz de cristal único / electrolito de diamante (100) fue conmutada con éxito por un campo magnético, aunque la relación de conmutación era menor que en los EDLT convencionales que están controlados por un campo eléctrico.
El control magnético de iones agrega una nueva dimensión al paradigma de la "nanoelectrónica lograda por iones", inventado en WPI-MANA como el interruptor atómico, y ese control tiene un gran impacto, incluso en otros dispositivos electroquímicos. Tiene el potencial de realizar aplicaciones innovadoras que no han sido posibles utilizando enfoques convencionales. Es más, este descubrimiento estimula el desarrollo de electrolitos magnéticos de alto rendimiento para respaldar dicha innovación.
En electroquímica, una rama de la química que ya se ha estudiado de forma intensiva, el campo interdisciplinario con magnetismo es una de las pocas grandes fronteras que quedan. Los investigadores se sentirán indudablemente atraídos por él, como la arena de hierro para un imán.
