En un avance que podría allanar el camino para nuevos tipos de dispositivos electrónicos, los científicos han demostrado la primera manipulación eléctrica de los espines de los electrones en un material bidimensional.

El descubrimiento, publicado en la revista Nature, fue realizado por un equipo de investigadores dirigido por el profesor Stephen Park de la Universidad de California, Berkeley. El equipo utilizó un material llamado disulfuro de molibdeno (MoS2), que es un semiconductor bidimensional que tiene sólo unos pocos átomos de espesor.

En la electrónica convencional, el flujo de electrones está controlado por su carga. Sin embargo, en espintrónica, los espines de los electrones también se utilizan para codificar información. Potencialmente, esto podría conducir a nuevos tipos de dispositivos que sean más rápidos, más eficientes energéticamente y más seguros que los dispositivos electrónicos convencionales.

El equipo de Berkeley pudo manipular eléctricamente los espines de los electrones en MoS2 utilizando una técnica llamada acoplamiento espín-órbita. El acoplamiento espín-órbita es un efecto relativista que se produce cuando el espín de un electrón interactúa con el campo eléctrico del núcleo del átomo.

Al controlar cuidadosamente el campo eléctrico en el MoS2, los investigadores pudieron inducir un cambio de espín en los electrones, lo que significa que los espines de los electrones se invirtieron. Esta fue la primera vez que se demostró la manipulación eléctrica de los espines de los electrones en un material bidimensional.

El descubrimiento supone un avance significativo en el campo de la espintrónica. Podría conducir al desarrollo de nuevos tipos de dispositivos electrónicos que se basen en los espines de los electrones en lugar de en su carga. Estos dispositivos podrían usarse para una variedad de aplicaciones, como almacenamiento de datos, informática y detección.

"Este es un hito importante en el desarrollo de la espintrónica", afirmó el profesor Park. "Hemos demostrado que es posible manipular eléctricamente los espines de los electrones en un material bidimensional. Esto abre nuevas posibilidades para el desarrollo de dispositivos espintrónicos".

La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias y el Departamento de Energía de Estados Unidos.