Físicos capturan la primera imagen del espín atómico

Aunque los científicos creen que la tecnología emergente de la espintrónica pueda triunfar sobre la electrónica convencional para construir la próxima generación de ordenadores ý dispositivos más eficientes, rapidos y pequeños, nadie había visto el spin -una propiedad mecánica de los electrones- en átomos individuales hasta ahora. En un estudio pulicado como un avance de la revista Nature Nanotechnology el domingo, físicos de la Universidad de Ohio y de la Universidad de Hamburgo presentan las primeras imágenes del spin en acción.

Los investigadores utilizaron un microscopio construído ex-profeso con un recubrimiento de hierro para manipular átomos de cobalto en una placa de manganeso. Por microscopía de efecto túnel, el equipo colocó átomos individuales de cobalto en una superficie que cambió la dirección de los espines de los electrones. Las imágenes capturadas por los científicos mostraron que los átomos aparecieron como un único pico si la dirección del espín era hacia arriba y un pico doble cuando la dirección del espín era hacia abajo.

El estudio sugiere que los científicos pueden observar y manipular el espín, un descubrimiento que podría tener un gran impacto en el desarrollo de nanotecnologías de almacenamiento magnético, ordenadores cuánticos y dispositivos espintrónicos.

Imagen del espín

Imagen del espín

“Las diferentes direcciones del espín pueden significar diferentes estados de almacenamiento de datos”, dijo Saw-Wai Hla, un profesor asociado de física y astronomía en el Instituto de Fenómenos Cuánticos y Nanotecnología de la Universidad de Ohio y uno de los principales investigadores del estudio. “En los dispositivos de memoria de los ordenadores actuales intervienen decenas de miles de átomos. En el futuro, quizá podremos utilizar un átomo y cambiar la potencia del ordenador por millares”.

Al contrario que los dispositivos electrónicos, que disipan energía, los basados en el espín se espera que expulse mucha menos cantidad de calor.

Los experimentos se llevaron a cabo en un vacío ultra alto a la temperatura de 10K, utilizando helio líquido. Los investigadores necesitarán observar el fenómeno a temperatura ambiente antes de poder utilizarlo en ordenadores.

Pero el nuevo estudio sugiere un camino para conseguir esa aplicación, explicó el autor líder del estudio Andre Kubetzka de la Universidad de Hamburgo. Para sacar imágenes del espín, el equipo no sólo utilizó una nueva técnica sino también una superficie de manganeso con un espín que, a cambio, permitió a los científicos manipular el espín de los átomos de cobalto que se estaban estudiando.

“La combinación de la manipulación de átomos y sensibilidad del espín da una nueva perspectiva para construir estructuras a escala atómica e investigar sus propiedades magnétcas”, dijo Kubetzka.

Este artículo ha sido traducido de Physorg y publicado bajo licencia CC by-sa

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