La espintrónica, un campo que combina el estudio de los espines de los electrones y su transporte con dispositivos electrónicos, es prometedor para el avance de las tecnologías de memoria y almacenamiento de datos. Un desafío importante en la espintrónica ha sido encontrar materiales que puedan transportar espines de manera eficiente a largas distancias. Ahora, los investigadores han descubierto que un aislante del grosor de un átomo puede desempeñar un papel crucial en la mejora del transporte de espín en ciertos materiales.

En un estudio reciente publicado en Nature Materials, investigadores de la Universidad de California, Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley demostraron cómo una capa delgada de un átomo de nitruro de boro hexagonal (h-BN) puede mejorar el transporte de espín en un material semiconductor bidimensional. conocido como diseleniuro de tungsteno (WSe2).

Cuando un electrón se mueve a través de un material, lleva no sólo una carga eléctrica sino también un momento magnético, conocido como espín. En espintrónica, el objetivo es aprovechar y manipular estos espines para el procesamiento y almacenamiento de información. Sin embargo, los giros pueden perder fácilmente su coherencia y cambiar de dirección debido a las interacciones con el entorno.

Los investigadores descubrieron que colocar una capa atómicamente delgada de h-BN encima de WSe2 conducía a una mejora significativa en las propiedades de transporte de espín. La capa de h-BN actuó como una barrera protectora, protegiendo los espines en WSe2 de interacciones con defectos e impurezas en la superficie. Esto permitió que los giros viajaran distancias más largas sin perder su coherencia.

El equipo de investigación atribuyó el transporte de espín mejorado a la interfaz de alta calidad entre h-BN y WSe2. La capa atómicamente suave de h-BN minimizó la dispersión y proporcionó un entorno limpio para el transporte de espín en el WSe2.

Los hallazgos sugieren que h-BN y otros aislantes bidimensionales podrían desempeñar un papel crucial en futuros dispositivos espintrónicos al permitir un transporte y manipulación eficientes del espín. Esto podría conducir a avances significativos en las tecnologías de memoria y almacenamiento de datos basados ​​en espín, allanando el camino para una computación más rápida y con mayor eficiencia energética.

El estudio también destaca la importancia de la ingeniería de materiales y el diseño de interfaces en espintrónica, donde controlar las propiedades de los materiales a nivel atómico puede conducir a avances en el rendimiento de los dispositivos.