Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad Nacional de Singapur NUS ha logrado un gran avance en la interacción magnética. Al agregar un aislante especial, hacen que los electrones "giren" a sus "compañeros de baile" vecinos para transferir información magnética durante más tiempooscilan entre dos capas delgadas de materiales magnéticos. Esta novedosa técnica permite que la información magnética pase de una capa magnética a otra, sinónimo de codificación y transmisión de datos.
"La revolución de los grandes datos se basa en una gran cantidad de información digital que se almacena magnéticamente en discos duros en granjas de servidores en todo el planeta. Un cuello de botella que frena el progreso de este campo emergente radica en la demanda de velocidades de transmisión de datos más rápidas.El descubrimiento de nuestro equipo allana el camino para el desarrollo de dispositivos que operan en el rango de frecuencia de terahercios, lo que hace que la codificación y la transmisión de datos sean muchas veces más rápidas ", explicó el profesor asistente Ariando, del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología de NUS NUSNNI,y co-líder del equipo de investigación.
Los hallazgos se informaron en la edición en línea de la revista Comunicaciones de la naturaleza el 16 de marzo de 2016.
giro de electrones y magnetismo
Si bien muchas personas están acostumbradas a descargar datos de la nube a dispositivos móviles, la mayoría no sabe de dónde provienen los datos. La información digital se almacena en diminutos puntos magnéticos escritos en capas de solo unos pocos nanómetros de espesor que cubren la superficie demillones de discos giratorios del tamaño de un platillo. Estos discos duros están apilados por miles en granjas de servidores en todo el mundo.
En los últimos años, se ha perfeccionado la tecnología para el crecimiento de capas magnéticas uniformes de solo diez a 100 átomos de espesor. Al combinarlas en pilas complejas, estas nanoestructuras forman la base de la "electrónica de rotación". La "rotación" aquí se refiere al parecidoentre el electrón y una bola giratoria de carga eléctrica, y el giro convierte al electrón en un pequeño imán.
Cuando dos capas magnéticas se apilan una cerca de la otra, se unen para intercambiar electrones entre sí. Los electrones se transportan a través de su giro y las direcciones de magnetización de las dos capas están alineadas. Este acoplamiento se rompe si las doslas capas están separadas por un separador aislante que tiene más de unos pocos átomos de espesor. El aislante es casi impenetrable para los electrones libres.
Una nueva interacción magnética
Como las interacciones magnéticas normalmente están mediadas por el intercambio de corto alcance o los campos dipolares débiles, el equipo de investigación, que está codirigido por el Profesor T Venky Venkatesan, Director de NUSNNI, buscó propagar la interacción magnética a distancias más largas.
El Dr. Lü Weiming, investigador del NUSNNI y primer autor del trabajo de investigación, descubrió que el uso del aislante de óxido polar permite que el rango del acoplamiento magnético salte de aproximadamente un nanómetro a diez, y su fuerza varía de arriba a abajocon grosor de espaciador. Este descubrimiento es sorprendente ya que ningún electrón podría atravesar una capa tan impenetrable. Además, el rango alcanzado previamente habría requerido un sistema metálico para transmitir los electrones a través de las capas magnéticas.
Para explicar esta observación inusual, el profesor Michael Coey del Trinity College de Dublín, que es un profesor visitante en NUSNNI, hizo una sugerencia: "En lugar de que el magnetismo giratorio sea transportado directamente por los electrones mensajeros, es el magnetismo orbital lo que espasó del átomo al siguiente a través del aislante. Los electrones atómicos se involucran en una danza, cada uno girando a sus compañeros en los átomos vecinos hasta que el movimiento orbital llega al otro lado ", explicó.
El miembro del equipo de investigación, el Dr. Surajit Saha, investigador de NUSNNI y el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de NUS, que realizó mediciones espectroscópicas sobre el nuevo efecto magnético, demostró que la suposición del profesor Coey era cierta.
Aplicación de descubrimiento a dispositivos magneto ópticos de próxima generación
Ahora que el equipo de investigación ha proporcionado la receta para el aislante que permite que ocurra el efecto magnético, tienen la intención de investigar más el efecto para comprender completamente el mecanismo y utilizar su descubrimiento para desarrollar una nueva generación de dispositivos magnetoópticos.
El profesor Venkatesan dijo: "Creo que pronto descubriremos un uso del fenómeno en el régimen de frecuencia de terahercios. A diferencia de la época del físico francés Louis Néel, cuyo descubrimiento del anti-ferromagnetismo encontró una aplicación dentro de 60 años, hoy en día, deberíaNo tome 60 años para encontrar una aplicación para nuevos descubrimientos en magnetismo como este ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :