Los físicos, químicos y científicos de materiales han estado investigando la naturaleza de los materiales magnéticos en capas durante varias décadas, buscando pistas sobre las propiedades de estos materiales que son más complejas de lo que parecen.
El material en capas se asemeja a la estructura de un libro. Desde la distancia, parece un objeto tridimensional sólido, pero cuando se examina más de cerca, está hecho del apilamiento de muchas hojas planas y bidimensionales similares a las páginas de unlibro.
Durante la última década, los científicos han buscado la "exfoliación" de materiales magnéticos en capas, un proceso mediante el cual un material se escinde sistemáticamente hasta que se aísla una sola lámina atómica.
Una sola hoja atómica de un material en capas magnéticas permite a los investigadores fabricar dispositivos magnéticos ultrafinos atómicamente planos. Como ejemplo, los científicos han construido "memorias magnéticas" ultrafinas, hojas atómicas únicas donde la información se almacena en la orientación direccional de la magnetizaciónde los átomos.
La magnetización de un material en capas generalmente se orienta paralela o perpendicular al plano de los átomos. En otras palabras, la magnetización tiende a apuntar ya sea "en el plano" o "fuera del plano", lo que indica lo que se conoce comouna anisotropía magnética
Hasta ahora, los científicos solo eran conscientes de los límites en el plano o fuera del plano de la anisotropía magnética. En otras palabras, la capacidad de controlar la orientación del magnetismo se definía solo por los dos parámetros de la anisotropía.
En un nuevo informe en Materiales avanzados , los investigadores del Boston College demuestran que la anisotropía magnética se puede sintonizar continuamente entre los dos límites de dentro y fuera del plano. El equipo informa que logró este avance en el campo de los dispositivos magnéticos ultrafinos apuntando con éxito la magnetización haciacualquier dirección del espacio en lugar de solo en el plano o fuera del plano.
"Además de la dirección de magnetización, nuestro equipo demostró que todas las propiedades de este material en capas, incluida la absorción de luz, la distancia entre las capas y la temperatura de transición magnética, pueden controlarse continuamente a cualquier valor deseado", dijo el profesor asistente de física del Boston CollegeFazel Tafti, autor principal del artículo: "Este es un salto de progreso en las propiedades de los materiales de ajuste para la industria de dispositivos ópticos y magnéticos".
Para hacer el material, un equipo dirigido por Tafti y el Profesor Asociado de Física de Boston College Kenneth Burch desarrolló un enfoque de "química de haluros mixtos" donde los investigadores combinaron diferentes átomos de haluros, como el cloro o el bromo, alrededor de un metal de transición como el cromo.
Al ajustar la composición relativa del cloro al bromo, los investigadores pudieron ajustar un parámetro interno al nivel atómico conocido como el acoplamiento de la órbita giratoria que es la fuente de la anisotropía magnética, dijo Tafti.
La metodología de ajuste permite la ingeniería de la cantidad de acoplamiento spin-órbita y la orientación de la anisotropía magnética a nivel atómico, informó el equipo.
Tafti dijo que el avance de este tipo de materiales formará la base de los dispositivos magnéticos ultrafinos de próxima generación. En el futuro, estos dispositivos podrían algún día reemplazar los transistores y los chips eléctricos utilizados hoy en día. Debido a su escala atómica, dijo Tafti, otros avancesprobablemente reducirá el tamaño de los dispositivos magnéticos ya que las capacidades permiten que la información magnética se componga en estas hojas atómicamente planas
"A partir de aquí, continuaremos empujando las fronteras de los materiales en capas magnéticas haciendo haluros mixtos de metales de transición distintos al cromo", dijo Tafti. "Nuestro equipo demostró que la química del haluro mixto no se limita al cromo y puede generalizarsea más de 20 otros metales de transición. El co-líder del proyecto, Kenneth Burch, está tratando de interconectar artificialmente diferentes capas magnéticas para que las propiedades de una capa afecten a la adyacente. Tales metamateriales pueden cambiar la propagación de la luz en una capaen la dirección del magnetismo en la capa vecina y viceversa, una propiedad conocida como efecto magneto-óptico ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Boston College . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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