Una nueva clase de magnetismo podría transformar los dispositivos digitales

Una nueva variedad de magnetismo denominada altermagnetismo ha sido fotografiada por primera vez: podría conducir al desarrollo de nuevos dispositivos de memoria magnética a utilizar en equipos electrónicos, con el potencial de aumentar las velocidades de operación en hasta mil veces. Además, tendría importantes beneficios ambientales, al reducir la dependencia de elementos pesados y tóxicos utilizados en la industria electrónica.

Científicos de la Universidad de Nottingham, en el Reino Unido, han demostrado la existencia de una nueva clase de magnetismo llamada altermagnetismo, que se puede controlar en un rango microscópico y generaría importantes avances en el campo de los dispositivos digitales de uso hogareño. Los hallazgos se resumen en un nuevo estudio, publicado en la revista Nature.

Más eficiencia y velocidad

El altermagnetismo es una forma distinta de orden magnético, en el cual los pequeños bloques que generan las reacciones se encuentran alineados de una manera alternativa a la que puede observarse en las variedades tradicionales de magnetismo. Según una nota de prensa, los responsables de la nueva investigación lograron fotografiar por primera vez este fenómeno.

En este caso, se refiere al altermagnetismo como una tercera clase de magnetismo, en comparación con el ferromagnetismo y el antiferromagnetismo, utilizados en el campo de la electrónica. Sin embargo, existen otros tipos de magnetismo que se emplean con otros fines, como el paramagnetismo, el diamagnetismo o el superparamagnetismo.

Los materiales magnéticos se usan en la mayoría de las memorias a largo plazo en ordenadores y en la última generación de dispositivos microelectrónicos. Además de ser una industria masiva y vital en términos económicos, también es una fuente importante de emisiones globales de carbono. Sin embargo, el altermagnetismo podría hacerla más eficiente y sostenible.

La sustitución de los componentes más importantes empleados en estos dispositivos por materiales altermagnéticos conduciría a enormes incrementos en la velocidad y la eficiencia operativa, al tiempo que tendría el potencial de reducir masivamente nuestra dependencia de elementos pesados raros y tóxicos, que hoy son imprescindibles para la tecnología ferromagnética convencional.

Primera imagen de altermagnetismo

En líneas generales, los altermagnetos combinan las propiedades favorables de los ferromagnetos y antiferromagnetos, las dos variedades más utilizadas en la industria electrónica, en un solo material. Pueden conducir a un aumento de mil veces en la velocidad de los componentes microelectrónicos y la memoria digital, además de ser más robustos y eficientes energéticamente.

El trabajo experimental realizado por los científicos británicos ha proporcionado un puente entre los conceptos teóricos y su utilización real, que sería el primer paso en un largo camino hacia el desarrollo de materiales altermagnéticos para aplicaciones prácticas. El nuevo estudio concretó sus principales avances en las instalaciones internacionales MAX IV, en Suecia.

Se trata de un acelerador de electrones, llamado sincrotrón, que produce radiografías. Estas radiografías brillan sobre el material magnético, produciendo que los electrones emitidos desde la superficie se puedan detectar y observar utilizando un microscopio especial. El proceso permitió que los investigadores obtengan una imagen del altermagnetismo en el material analizado, con una resolución de pequeñas características hasta la nanoescala.

Referencia

Nanoscale imaging and control of altermagnetism in MnTe. O. J. Amin et al. Nature (2024). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-024-08234-x