Disposición de espín de momentos magnéticos en materiales ferromagnéticos, antiferromagnéticos y ferrimagnéticos. Crédito:Rie Umetsu
Un grupo de investigación ha sintetizado con éxito un material "mitad de metal", logrando una rara hazaña en la búsqueda de magnetización cero.
Los medios metales pueden mejorar drásticamente el rendimiento de los dispositivos electrónicos. Esto se debe a su 100% de polarización de espín, lo que les permite comportarse como metales en una dirección de espín y como aislantes/semiconductores en la otra. Las instancias más exitosas de semimetales son ferromagnéticas, lo que significa que su disposición de espín está alineada.
Los semimetales similares a los antiferromagnéticos, donde el espín se alinea en una naturaleza antiparalela, son deseables ya que ningún campo magnético errante puede perturbarlo, incluso si está integrado a alta densidad. Hasta la fecha, solo se han informado dos casos de semimetales de tipo antiferromagnético.
Siguiendo una pauta de desarrollo, el grupo de investigación creó un compuesto que consiste en hierro, cromo y azufre. El nuevo material pierde completamente su magnetización a bajas temperaturas.
"El material de mitad de metal desarrollado posee excelentes propiedades, y las pautas de desarrollo de materiales desempeñaron un papel fundamental en nuestro éxito", dijo Satoshi Semboshi, coautor del artículo y profesor del Instituto de Investigación de Materiales (IMR) de la Universidad de Tohoku.
Los estados electrónicos y el flujo de carga eléctrica de ferroimanes generales y ferroimanes semimetálicos. Crédito:Rie Umetsu
(Izquierda) Una ilustración esquemática de una multicapa de magnetorresistencia de túnel (TMR) que utiliza medio metal de tipo antiferromagnético (ferrimagnético completamente compensado) (izquierda) y una multicapa TMR convencional (derecha). En este último, varias capas, incluida una capa ferromagnética y una capa antiferromagnética, fijan la dirección del momento magnético de la capa ferromagnética. Al reemplazar estas varias capas con una capa de medio metal de tipo antiferromagnético, se logran altas características y un campo magnético de baja fuga, y permiten una alta densidad. Crédito:Rie Umetsu
El colega y coautor Rie Umetsu agregó:"Creemos que los resultados mejorarán la eficiencia de la investigación de materiales en el futuro y acelerarán la innovación de los dispositivos electrónicos".
Los detalles de su investigación se publicaron en la revista Scientific Reports el 23 de junio de 2022. + Explora más
