Un equipo internacional de físicos ha logrado un avance en el uso de materiales antiferromagnéticos en dispositivos de almacenamiento de memoria.

Los antiferromagnetos son materiales que tienen un magnetismo interno causado por el giro de los electrones, pero casi ningún campo magnético externo. Son de interés debido a su potencial para el almacenamiento de datos, ya que la ausencia de este campo magnético externo (o de "largo alcance") significa que las unidades de datos (bits) pueden empaquetarse más densamente dentro del material.

Esto contrasta con los ferroimanes, que se utilizan en los dispositivos de memoria magnética estándar. Los bits de estos dispositivos generan campos magnéticos de largo alcance, lo que evita que se agrupen demasiado porque, de lo contrario, interactuarían.

La propiedad que se mide para leer un bit antiferromagnético se denomina efecto Hall, que es un voltaje que aparece perpendicular a la dirección de la corriente aplicada. Si se invierten todos los espines en el antiferromagnético, el voltaje de Hall cambia de signo. Entonces, un signo del voltaje de Hall corresponde a un "1" y el otro signo a un "0", la base del código binario utilizado en todos los sistemas informáticos.

Aunque los científicos conocen el efecto Hall en los materiales ferromagnéticos desde hace mucho tiempo, el efecto en los antiferromagnéticos solo se ha reconocido en la última década y aún no se comprende bien.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Tokio, en Japón, las universidades de Cornell y Johns Hopkins en los EE. UU. y la Universidad de Birmingham en el Reino Unido han sugerido una explicación para el "efecto Hall" en un antiferromagnético Weyl (Mn₃ Sn), un material que tiene un efecto Hall espontáneo particularmente fuerte.

Sus resultados, publicados en Nature Physics , tienen implicaciones tanto para los ferroimanes como para los antiferroimanes y, por lo tanto, para los dispositivos de almacenamiento de memoria de próxima generación en general.

Los investigadores estaban interesados ​​en Mn₃ Sn porque no es un antiferromagnético perfecto, pero tiene un campo magnético externo débil. El equipo quería averiguar si este débil campo magnético era el responsable del efecto Hall.

En su experimento, el equipo utilizó un dispositivo inventado por el doctor Clifford Hicks, de la Universidad de Birmingham, quien también es coautor del artículo. El dispositivo se puede utilizar para aplicar una tensión ajustable al material que se está probando. Al aplicar este estrés a este antiferromagnético de Weyl, los investigadores observaron que el campo magnético externo residual aumentaba.

Si el campo magnético impulsara el efecto Hall, habría un efecto correspondiente en el voltaje a través del material. Los investigadores demostraron que, de hecho, el voltaje no cambia sustancialmente, lo que demuestra que el campo magnético no es importante. En cambio, concluyeron, la disposición de los electrones que giran dentro del material es responsable del efecto Hall.

Clifford Hicks, coautor del artículo de la Universidad de Birmingham, dice que "estos experimentos prueban que el efecto Hall es causado por las interacciones cuánticas entre los electrones de conducción y sus espines. Los hallazgos son importantes para comprender y mejorar la memoria magnética. tecnología." + Explora más

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