La tecnología informática del futuro basada en antiferromagnetos aislantes está progresando. Los antiferromagnetos eléctricamente aislantes, como el óxido de hierro y el óxido de níquel, consisten en imanes microscópicos con orientaciones opuestas. Los investigadores los ven como materiales prometedores que reemplazan los componentes de silicio actuales en las computadoras. Físicos de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) en colaboración con la Universidad de Tohoku en Sendai en Japón, las fuentes de sincrotrón BESSY-II en Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), y fuente de luz de diamante, el sincrotrón nacional del Reino Unido, han demostrado cómo la información se puede escribir y leer eléctricamente en materiales aislantes antiferromagnéticos.

Al correlacionar el cambio en la estructura magnética, observado con imágenes basadas en sincrotrón, a las mediciones eléctricas realizadas en JGU, fue posible identificar los mecanismos de escritura. Este descubrimiento abre el camino hacia aplicaciones que van desde la lógica ultrarrápida hasta las tarjetas de crédito que no pueden ser borradas por campos magnéticos externos, gracias a las propiedades superiores de los antiferromagnetos sobre los ferroimanes. La investigación ha sido publicada en Cartas de revisión física .

Los materiales antiferromagnéticos potencialmente permiten elementos de memoria mucho más rápido y con mayor capacidad de almacenamiento de lo que está disponible ahora con la electrónica convencional. Sin embargo, estos materiales son muy difíciles de controlar y detectar, lo que dificulta las operaciones de escritura y lectura en los dispositivos. En su discurso del Premio Nobel de 1970, Louis Néel describió los materiales antiferromagnéticos como interesantes pero inútiles. Se creía que uno puede manipular estos materiales solo mediante campos magnéticos muy fuertes, que no se pueden generar fácilmente y requieren, por ejemplo, el uso de imanes superconductores. La situación ha cambiado drásticamente en los últimos años, con informes que muestran que es posible controlar los materiales antiferromagnéticos, incluidos incluso los aislantes, de manera eficiente mediante corrientes eléctricas.

"Sabemos que pronto alcanzaremos los límites de la electrónica convencional basada en silicio, debido a la mejora tecnológica continua. Esa es la razón principal que impulsa la investigación en espintrónica, que tiene como objetivo explotar no solo la carga de los electrones sino también el grado de libertad de giro, duplicar la información transportada y calculada, "dijo el Dr. Lorenzo Baldrati, Becaria Marie Skłodowska-Curie de la Universidad de Mainz y primera autora del artículo. "Nuestra investigación muestra que los materiales aislantes antiferromagnéticos se pueden escribir de manera eficiente y leer eléctricamente, que es un paso clave en vista de las aplicaciones ".

La profesora Olena Gomonay del grupo de JGU del profesor Jairo Sinova desarrolló la teoría. “Disfruté del trabajo conjunto de los colegas experimentales en Mainz. Fue emocionante ver cómo la teoría y el experimento se ayudan mutuamente para descubrir nuevos mecanismos y fenómenos físicos, ", dijo Golomay." Aunque nuestro trabajo se centró en un solo sistema en particular, puede considerarse como una prueba de principio para la familia de aisladores antiferromagnéticos. Esperamos que la comprensión profunda de la dinámica antiferromagnética, que logramos durante este proyecto, impulsará el apasionante campo de la espintrónica antiferromagnética y será un punto de partida para nuevos proyectos conjuntos de nuestros grupos ".