L'equipo d'investigación de l'Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA), centro mixto d'o Consello Superior d'Investigacions Cientificas (CSIC) y d'a Universidat de Zaragoza (Unizar), ha dau un important paso enta lo desenrollo d'os materials “que podriban sustentar la proxima cheneración de dispositivos electronicos y tecnolochías quanticas”. En concreto, lo treballo en l'INMA ye liderau por o fisico d'o CSIC Mikhail Otrokov.
L'estudio, publicau en a revista Physical Review B («Chromium chalcohalide Janus monolayer ferromagnets with perpendicular magnetic anisotropy and high Curie temperature»), prediz la existencia d'una nueva familia de materials magneticos bidimensionals (2D) que presentan unas propiedatz muito superiors a las conoixidas dica agora. Anque no han estau encara sintetizaus en o laboratorio, os calculos feitos por l'equipo muestran que podriban mantener lo suyo magnetismo mesmo por dencima d'a temperatura ambient, un desafío que entre anyos ha limitau lo desenrollo d'esta mena de materials.
La investigación s'ha desenrollau tamién en colaboración con l'Instituto de Ciencia d’os Materials de Madrit (ICMM-CSIC), lo Centro de Física de Materiales (CFM, CSIC-UPV/EHU) y lo Donostia International Physics Center (DIPC).
Imáns de nomás tres atomos d'espesor
Os materials estudiaus pertenecen a la familia d'os clamaus materials Janus, asinas clamaus en referencia a lo dios romano d'as dos caras, perque presentan una composición diferent en cada una d'as suyas superficies.
Se tracta de monocapas de nomás tres atomos d'espesor que, seguntes las simulacions feitas mediante calculos de mecanica quantica, podriban conservar lo suyo orden magnetico entre os 370 y os 410 kelvin (entre uns 100 y 140 ºC), muito por dencima d'a temperatura ambient.
Dica agora, os materials magneticos bidimensionals mas estudiaus nomás conservaban estas propiedatz a temperaturas extremadament baixas, muito luen d'as necesarias ta aplicacions tecnolochicas reals.
“Un d'os grans retos d'o magnetismo bidimensional consiste precisament en aconseguir materials que mantiengan as suyas propiedatz magneticas en condicions normals de funcionamiento. Las nuestras prediccions indican que esta nueva familia podría superar ixa barrera”, explica Mikhail Otrokov, investigador d'o CSIC en l'INMA (CSIC-Unizar) y un d'os autors prencipals d'o treballo.
Un paso enta l'electronica y la computación quantica d'o futuro
L'interés d'estes materials va muito mas allà d'o suyo comportamiento magnetico. La suya estructura asimetrica les confiere propiedatz electronicas singulars que podriban apreveitar-se ta desenrollar nuevas tecnolochías en campos estratechicos como la espintronica —una branca de l'electronica que emplega lo espín d'os electrones ta procesar información con un consumo enerchetico muito menor— u la computación quantica.
Os calculos feitos por l'equipo indican que estes materials podriban facilitar lo desenrollo d'estaus quanticos necesarios ta los ordinadors quanticos d'o futuro y favorecer l'aparición d'o clamau efecto Hall quantico anomalo, un fenomeno que permitirba transportar corrient electrica practicament sin perdas d'enerchía.
Si se confirman experimentalment, estes materials ubrirían la puerta a dispositivos electronicos mas rapidos, mas eficients y con un consumo enerchetico muito inferior a lo d'a tecnolochía actual.
Lo siguient reto: fabricar-los en o laboratorio
Encara que los resultaus son muito prometedors, l'equipo d'investigación recuerda que “de momento, se tracta d'una predicción teorica basada en simulacions de primers prencipios y modelos de dinamica d'espins atomicos”.
L'equipo ha comprobau tamién que los materials proposaus son estables dende lo punto de vista estructural, cosa que aumenta las posibilidatz ta que puedan estar sintetizaus en o futuro.
“La confirmación definitiva plegará quan estes materials puedan estar fabricaus y caracterizaus experimentalment. Lo nuestro treballo ofrece una fuella de ruta solida ta que atros grupos puedan intentar obtener-los en o laboratorio”, sinyala Otrokov.
Si estas prediccions se confirman, esta nueva familia de materials podría convertir-se en un d'os candidatos mas prometedors ta impulsar la proxima cheneración de dispositivos quanticos y electronicos d'alta eficiencia.
