Primer dispositivo inalámbrico para hacer aparecer magnetismo en materiales no magnéticos
UAB/DICYT Los dispositivos electrónicos se basan en la manipulación de las propiedades eléctricas y magnéticas de los componentes, ya sea para realizar computación o para almacenar información, entre otros procesos. Controlar el magnetismo utilizando voltaje en lugar de corrientes eléctricas se ha convertido en un método de control muy importante para mejorar la eficiencia energética en muchos dispositivos, ya que las corrientes calientan los circuitos. En los últimos años se ha llevado a cabo mucha investigación para implementar protocolos de aplicación de voltajes para llevar este control, pero siempre mediante conexiones eléctricas directamente sobre los materiales.
Un equipo de investigación formado por miembros del Departamento de Física de la UAB y del ICMAB, con la colaboración del Instituto de Microelectrónica de Barcelona CNM-CSIC y el sincrotrón ALBA, ha conseguido modificar por primera vez las propiedades magnéticas de una capa delgada de nitruro de cobalto (CoN) mediante la aplicación de voltaje eléctrico sin el uso de cables. Para ello, los investigadores han situado la muestra de material magnético dentro de un líquido con conductividad iónica y han aplicado el voltaje al líquido mediante dos placas de platino, sin conectar ningún cable directamente a la muestra. De esta forma se genera un campo eléctrico inducido que hace que los iones de nitrógeno puedan salir del CoN y hagan aparecer magnetismo en la muestra, que pasa de no magnética a magnética. Las propiedades magnéticas inducidas se pueden modular en función del voltaje aplicado y del tiempo de actuación, así como la disposición geométrica de la muestra, y también se pueden realizar cambios temporales o permanentes en el magnetismo, según la orientación de la muestra respecto al campo eléctrico impuesto.
"Conseguir controlar de manera inalámbrica el magnetismo de una muestra mediante la modificación del voltaje representa un cambio de paradigma en esta área de investigación", explica el investigador ICREA en el Departamento de Física de la UAB, Jordi Sort. "Se trata de un hallazgo que puede tener aplicaciones en ámbitos muy diversos como la biomedicina, para controlar las propiedades magnéticas de nanorobots sin cables, o en la computación inalámbrica, para escribir y borrar información en memorias magnéticas con voltaje, pero sin cableado".
La metodología que han presentado los investigadores para conseguir el control magnético inalámbrico no es exclusiva del material empleado en los experimentos, el nitruro de cobalto. Para la investigadora del ICMAB Nieves Casañ-Pastor, “se trata de unos protocolos extrapolables a otros materiales para controlar de manera inalámbrica otras propiedades físicas, como la superconductividad, el control de memristores, la catálisis o las transiciones entre aislante y metal, así como electrodos inalámbricos para la electroestimulación neuronal, por citar unos ejemplos que pueden ampliar el ámbito de aplicación y el impacto tecnológico de esta investigación”.
El trabajo se ha publicado en la última edición de Nature Communications y ha sido liderado por el investigador ICREA en el Departamento de Física de la UAB Jordi Sort y la investigadora del ICMAB Nieves Casañ-Pastor, y ha participado en él Zheng-Ma, del Departamento de Física de la UAB, y Laura Fuentes, del ICMAB y del Instituto de Microelectrónica de Barcelona CNM-CSIC, ambos primeros firmantes del artículo de investigación; también Zhengwei Tan, Eva Pellicer y Enric Menéndez, del Departamento de Física de la UAB, Libertad Abad, del Instituto de Microelectrónica de Barcelona CNM-CSIC, y Javier Herrero Martín, del sincrotrón ALBA.