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CRÉDITO Tokyo Tech |
Resumen:
A medida que nuestro mundo se moderniza más rápido que nunca, existe una necesidad cada vez mayor de dispositivos electrónicos y computadoras mejores y más rápidos. Spintronics es un nuevo sistema que utiliza el giro de un electrón además del estado de carga para codificar datos, haciendo que todo el sistema sea más rápido y eficiente. Se requieren nanocables ferromagnéticos con alta coercitividad (resistencia a los cambios en la magnetización) para aprovechar el potencial de la espintrónica. Especialmente los nanocables de cobalto-platino (CoPt) ordenados por L10 (un tipo de estructura cristalina).
Una nueva técnica de fabricación de nanocables allana el camino para la espintrónica de próxima generación
Tokio, Japón | Publicado el 04/11/2022
Los métodos de fabricación convencionales para nanocables de orden L10 incluyen el tratamiento térmico para mejorar las propiedades físicas y químicas del material, un proceso llamado recocido en el sustrato de cristal; transferir un patrón al sustrato mediante litografía; y finalmente la eliminación química de capas a través de un proceso llamado grabado. La eliminación del proceso de grabado mediante la fabricación de nanocables directamente sobre el sustrato de silicio conduciría a una mejora significativa en la fabricación de dispositivos espintrónicos. Sin embargo, cuando los nanocables fabricados directamente se someten a recocido, tienden a transformarse en gotitas debido a las tensiones internas del cable.
Recientemente, un equipo de investigadores dirigido por el profesor Yutaka Majima del Instituto de Tecnología de Tokio encontró una solución al problema. El equipo informó sobre un nuevo proceso de fabricación para fabricar nanocables de CoPt ordenados por L10 en sustratos de silicio/sílice (Si/SiO2). Acerca de su investigación publicada en Nanoscale Advances, la profesora Majima dice: “Nuestro método de pedido inducido por nanoestructuras permite la fabricación directa de nanocables de CoPt ultrafinos ordenados por L10 con los estrechos anchos de escala de 30 nm necesarios para la espintrónica. Este método de fabricación también podría aplicarse a otros materiales ferromagnéticos de orden L10, como los compuestos de hierro-platino y hierro-paladio”.
En este estudio, los investigadores primero recubrieron un sustrato de Si/SiO2 con un material llamado «resistencia» y lo sometieron a litografía por haz de electrones y evaporación para crear una plantilla para los nanocables. Luego se deposita una multicapa de CoPt sobre el sustrato. Luego, las muestras depositadas se «levantaron», dejando atrás los nanocables de CoPt. A continuación, estos nanocables se sometieron a un recocido a alta temperatura. Los investigadores también examinaron los nanocables fabricados utilizando varias técnicas de caracterización.
Descubrieron que los nanocables adquirieron un orden L10 durante el proceso de recocido. Esta transformación fue inducida por la interdifusión atómica, la difusión superficial y las tensiones internas extremadamente grandes en los radios de curvatura ultrapequeños de escala de 10 nm de los nanocables. También encontraron que los nanocables tenían una gran coercitividad de 10 KiloOersted (kOe).
Según el Prof. Majima, “Aquí, las tensiones internas en la nanoestructura inducen el orden L10. Este es un mecanismo diferente al de estudios previos. Esperamos que este descubrimiento abra un nuevo campo de investigación llamado «ciencia e ingeniería de materiales inducidos por nanoestructuras».
La amplia aplicabilidad y practicidad de la nueva técnica de fabricación seguramente hará una contribución significativa al campo de la investigación en espintrónica.
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Reiko Hattori
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