[ad_1]
(Noticias de Nanowerk) Cuando los estudiantes de posgrado I-Hsuan Kao y Ryan Muzzio de la Universidad Carnegie Mellon comenzaron a trabajar juntos, se encendió un interruptor. Entonces apagado.
Kao, Muzzio y otros socios de investigación, que trabajan en el grupo LIQUID (Laboratorio para el estudio de materiales, interfaces y dispositivos cuánticos) del Instituto de Física, pudieron demostrar la prueba de concepto de que pasar una corriente eléctrica a través de un nuevo material bidimensional podría cambiar el estado magnético de un material magnético adyacente sin necesidad de aplicar un campo magnético externo.
El innovador trabajo publicado en materiales naturales («Conmutación determinista de un imán polarizado perpendicularmente utilizando pares de giro-órbita no convencionales en WTe2«) y tiene una patente pendiente correspondiente, tiene aplicaciones potenciales para el almacenamiento de datos en productos de consumo como cámaras digitales, teléfonos inteligentes y computadoras portátiles.
«Lo que estamos haciendo aquí es tomar materiales ultradelgados, a menudo tan gruesos como unos pocos átomos, y apilarlos uno encima del otro para fabricar dispositivos de alta calidad», dijo Kao (derecha), el primer autor del artículo.
Simranjeet Singh, Profesor Asistente de Física, y Jyoti Katoch, Profesor Asistente de Física, lideran el grupo LIQUID, que investiga las propiedades físicas intrínsecas de los materiales cuánticos bidimensionales como el ditellurida de tungsteno (WTe2) y sus propiedades electrónicas y relacionadas con el espín.
«Los giros y el magnetismo están a nuestro alrededor», dijo Singh. “Los átomos se configuran de una manera específica en una red atómica, que a su vez dicta las propiedades de los materiales. Para WTe2tiene una estructura cristalina de baja simetría que nos permite generar un tipo especial de corriente de espín mediante la aplicación de un campo eléctrico.
La forma en que se configuran los átomos en WTe2 permite una corriente de espín orientada fuera del plano, que a su vez puede usarse para controlar el estado de magnetización de un imán. Singh dijo que para cambiar el estado magnético (hacia arriba o hacia abajo) de la mayoría de los materiales magnéticos usando la corriente de espín estudiada hasta ahora, se aplica un campo magnético horizontal o en el plano. Tener un material que pueda cambiar el magnetismo sin la necesidad de un campo magnético externo puede conducir a dispositivos lógicos y de almacenamiento de datos de bajo consumo.
El trabajo podría aplicarse a la memoria de acceso aleatorio magnetorresistiva (MRAM), que tiene el potencial de realizar bits de almacenamiento de datos de alta velocidad y densamente empaquetados mientras consume menos energía.
«La gente ya puede hacer eso, puede tomar un material, aplicar un campo eléctrico para crear una corriente de giro orientada en el plano y usarla para cambiar la magnetización de un estado superior a un estado inferior o viceversa, pero requiere un externo campo magnético», dijo Muzzio (izquierda). «Todo se reduce a encontrar un material que tenga la propiedad intrínseca de romper la simetría».
Kao aportó experiencia en magnetismo, mientras que Muzzio entendió cómo construir los dispositivos y estudiar el comportamiento de los electrones en los sistemas materiales. Para demostrar que el comportamiento era reproducible, Kao y Muzzio desarrollaron más de 20 dispositivos durante dos años.
Los dispositivos simples son pequeños y le permiten mover un interruptor hacia arriba o hacia abajo, piense en ello como ceros y unos en forma binaria, dijo Kao. Si bien los dispositivos pueden tener entre 3 y 50 micrones de largo o ancho, el grosor es inferior a 1/200 de un cabello humano.
«Solo hemos arañado la superficie de lo que este material puede hacer», dijo Muzzio. «Hay mucho más espacio de parámetros para explorar y muchas formas de usar este material. Eso es solo el comienzo».
[ad_2]