Un estudio publicado en la revista Ciencia y tecnología de materiales avanzados resume los principales logros alcanzados hasta la fecha en la investigación de aleaciones de Heusler. "Nuestro artículo de revisión puede servir como una referencia ideal para los investigadores en materiales magnéticos, "dice Atsufumi Hirohata de la Universidad de York, REINO UNIDO, que se especializa en espintrónica.

Espintrónica, también conocida como electrónica de giro, es un campo de la física aplicada que estudia el uso de espines de electrones, en lugar de su cargo, para transportar información en dispositivos de estado sólido, con reducción en el consumo de energía y mejoras en la memoria y las capacidades de procesamiento.

Una categoría de materiales que se muestra muy prometedora en esta área son las aleaciones de Heusler:materiales formados por una o dos partes de metal X, una parte de metal Y, y una parte de metal Z, cada uno procedente de una parte distinta de la tabla periódica de elementos. Lo interesante de estas aleaciones es que, individualmente, los metales no son magnéticos, pero cuando se combinan, se vuelven magnéticos.

Una de las principales ventajas de las aleaciones de Heusler para dispositivos espintrónicos es la capacidad de controlar sus propiedades eléctricas y magnéticas únicas. que resultan directamente de los giros de electrones, realizando cambios en sus estructuras cristalinas. Pero esto requiere temperaturas muy altas, que los investigadores quieren reducir.

Durante las últimas décadas, Los científicos han estado trabajando en enfoques para hacer crecer películas de aleación de Heusler a temperatura ambiente en sustratos especiales con rejillas cristalinas que son similares a las de la aleación. La interacción entre las dos celosías puede conducir al desarrollo de semi-metalicidad en la aleación de Heusler, donde solo los electrones que giran en una orientación se conducen a través del material, mientras que los que giran en otra no lo son.

Los investigadores deben poder medir las propiedades de los materiales para poder realizar sus investigaciones. La estructura atómica de las aleaciones de Heusler puede observarse directamente mediante difracción de rayos X y medirse indirectamente mediante el examen de la relación entre la resistencia del material a una corriente eléctrica y los cambios de temperatura. También se encuentran disponibles otras técnicas para medir sus propiedades magnéticas.

Hirohata y sus colegas están trabajando actualmente en la fabricación de una unión magnética metálica hecha de películas de aleación de Heusler. Estas uniones están hechas de dos ferroimanes separados por un aislante delgado. Cuando la capa aislante sea lo suficientemente delgada, los electrones pueden hacer un túnel de un ferromagnético al otro. Existe una baja resistencia al movimiento de los electrones siempre que se aplique un campo magnético externo, pero tan pronto como se quita, el material se vuelve muy resistente al movimiento de los electrones. "Se espera que estos dispositivos reemplacen las celdas de memoria y los sensores magnéticos que se utilizan actualmente, "dice Hirohata. El equipo espera desarrollar uniones magnéticas metálicas con una magnetorresistencia mucho mayor que el récord actual a temperatura ambiente, realizando una memoria de próxima generación para una sociedad sostenible.