Los dispositivos electrónicos que utilizamos en el día a día funcionan mediante corrientes eléctricas. Este es el caso de las luces del salón, de las lavadoras y de los televisores, por poner sólo algunos ejemplos. El procesamiento de datos en las computadoras también se basa en la información proporcionada por pequeños portadores de carga llamados electrones.
El campo de la espintrónica, sin embargo, emplea un concepto diferente. En lugar de la carga de los electrones, el enfoque espintrónico consiste en explotar su momento magnético, en otras palabras, su espín, para almacenar y procesar información, con el objetivo de hacer que las computadoras del futuro sean más compactas, rápidas y sostenibles.
Una forma de procesar información basada en este enfoque es utilizar los vórtices magnéticos llamados skyrmions o, alternativamente, sus primos aún poco comprendidos y más raros llamados "merones". Ambas son estructuras topológicas colectivas formadas por numerosos espines individuales. Hasta la fecha, los merones sólo se han observado en antiferroimanes naturales, donde son difíciles de analizar y manipular.
Trabajando en colaboración con equipos de la Universidad de Tohoku en Japón y la Instalación de Luz Sincrotrón ALBA en España, investigadores de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) han sido los primeros en demostrar la presencia de merones en antiferromagnetos sintéticos y, por tanto, en materiales que pueden producirse utilizando Técnicas de deposición estándar. Los resultados de la investigación actual se han publicado en Nature Communications. .
"Pudimos idear un hábitat novedoso para una especie nueva y muy 'tímida'", afirmó el Dr. Robert Frömter, físico de la JGU. El logro de la investigación consiste en diseñar antiferromagnetos sintéticos de tal forma que en ellos se formen merones así como la detección de los propios merones.
Para reunir los materiales correspondientes compuestos de múltiples capas, los investigadores llevaron a cabo extensas simulaciones y cálculos analíticos de estructuras de espín en cooperación con un grupo teórico de la JGU. El objetivo era determinar el espesor óptimo de cada capa y el material adecuado para facilitar el alojamiento de merones y comprender los criterios para su estabilidad.
Paralelamente al trabajo teórico, el equipo realizó experimentos para abordar estos desafíos. "Con la ayuda de la microscopía de fuerza magnética junto con la menos familiar microscopía electrónica de barrido con análisis de polarización, hemos identificado con éxito merones en nuestros antiferromagnetos sintéticos", explicó Mona Bhukta, candidata doctoral en el Instituto de Física de la JGU. "De esta manera hemos logrado dar un paso adelante hacia la posible aplicación de merones."
Más información: Mona Bhukta et al, Merones, antimerones y bimerones antiferromagnéticos homoquirales realizados en antiferroimanes sintéticos, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45375-z
Información de la revista: Comunicaciones sobre la naturaleza
Proporcionado por la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz
