Cómo crear y controlar oscilaciones en nanoestructuras

Un equipo de físicos de la Universidad de Barcelona (UB) y de la Universidad de Nueva York (NYU) ha desarrollado un método para controlar las oscilaciones que tienen lugar dentro de un material magnético, usado en almacenaje y transporte de datos.

Los resultados se publican en la revista Nature Nanotechnology y muestran como manipular ondas de espín en nanomateriales magnéticos. Este descubrimiento podría mejorar la capacidad de cálculo y a la vez reducir el consumo de energía de los nuevos procesadores.

Las ondas de espín son 'similares' a las ondas que se propagan en la superficie del océano. Además, de la misma manera que las ondas electromagnéticas (es decir, la luz y las ondas de radio), las ondas de espín pueden transferir energía e información de manera eficiente de un lado a otro.

En este caso el objetivo principal de los científicos consiste en desarrollar un mecanismo para controlar estas ondas. En este estudio los investigadores muestran como las ondas de espín se pueden atrapar mediante 'gotas' magnéticas, un paso más para conseguir este control.

"Las ondas de espín tienen potencial para llevar el procesado de la información a un estadio superior al de la era digital, más inspirado en la manera cómo funciona el cerebro”, explica Ferran Macià, investigador del Departamento de Física Fundamental de la UB y primer autor del artículo. "Nuestros resultados muestran que podemos crear ondas de espín en espacios minúsculos confinado y que podemos almacenar energía. El siguiente paso es investigar hasta qué punto estas ondas pueden propagar-se y como utilizarlas para codificar información”.

En el estudio los investigadores han llevado a cabo una serie de experimentos para los cuales construyeron contactos eléctricos a escala nanométrica por donde inyectar corrientes eléctricos en materiales magnéticos, un proceso desarrollado especialmente para crear y controlar los movimientos de las ondas de espín.

En concreto, mediante la interacción de de diferentes fuerzas magnéticas los investigadores han sido capaces de atrapar las ondas de espín en las 'gotas' magnéticas. Ahora, dicen los científicos, haría falta centrarse en como mover esta energía localizada en las gotas.

"Sabíamos que las ondas de espín se podían propagar pero en este estudio hemos mostrado que también las podemos capturar en un lugar específico ", explica Macià . "Cambiando las fuerzas magnéticas, por ejemplo con corrientes eléctricos o corrientes de espín, tendríamos de ser capaces de conseguir que las gotas magnéticas emitan la energía guardada en la dirección que más nos interesa", concluye el investigador de la UB.

Los otros autores del estudio son Andrew Kent de la Universidad de Nueva York y Dirk Backes, anteriormente investigador postdoctoral en la misma universidad y actualmente en la Universidad de Cambridge.