Revelan propiedades de espín inéditas en nuevos materiales artificiales

El grupo de Nanodispositivos de CIC nanoGUNE, junto con el personal investigador de la Universidad Charles de Praga y el centro CFM (CSIC-UPV/EHU) de San Sebastián, ha diseñado un nuevo material complejo con propiedades emergentes en el campo de la espintrónica. Este descubrimiento, publicado en la revista Nature Materials, abre un abanico de nuevas posibilidades para el desarrollo de nuevos dispositivos electrónicos más eficientes y avanzados, como los que integran memorias magnéticas en procesadores.  

El descubrimiento de los materiales bidimensionales, con características únicas, ha provocado un boom en la investigación de estos materiales ya que se producen efectos nuevos cuando se apilan dos capas de estos materiales formando una heteroestructura. Recientemente, se ha observado que con minúsculas rotaciones de dichas capas se pueden cambiar significativamente las propiedades de esta heteroestructura. 

“En este trabajo hemos estudiado el apilamiento de dos capas de grafeno y de seleniuro de wolframio (WSe₂)”, explica el investigador Ikerbasque Fèlix Casanova, colíder del grupo de Nanodispositivos de nanoGUNE y quien ha liderado este trabajo. “Si se ponen las dos capas una encima de otra y se giran en un ángulo preciso, se genera una corriente de espín en una dirección específica que deseamos”, añade Fèlix Casanova.

Normalmente, el espín (una de las propiedades de los electrones y otras partículas) suele transferirse en una dirección perpendicular a la corriente eléctrica. Manipular estas corrientes de espín es una de las principales limitaciones de la espintrónica —la electrónica que usa el espín para almacenar, manipular y transferir información—. Sin embargo, “este trabajo demuestra que en realidad esa limitación desaparece cuando se utilizan los materiales adecuados”, subraya Fèlix Casanova.

El investigador concluye que “con un sencillo apilamiento de dos capas y un giro “mágico” se pueden diseñar y obtener nuevas propiedades relacionadas con el espín que no existen en los materiales de partida”. “Cuanta más flexibilidad tengamos en la elección de los materiales, mayores serán las posibilidades de diseño de los dispositivos de próxima generación”.