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Representación artística de espines “bañados” en grafeno |
Un estudio internacional con participación del Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado un nuevo material
híbrido basado en el grafeno y en moléculas magnéticas. Este hallazgo,
publicado en la revista Nature Materials, abre la puerta a la aplicación
de grafeno en el campo de las tecnologías de la información.
El grafeno, una lámina de carbono puro de un átomo de espesor, no es
magnético, al igual que el resto de derivados del carbono. Por eso, uno
de los grandes retos científicos actuales en el campo de los materiales
ha sido inducir magnetismo en el grafeno, bien introduciendo defectos en
su estructura, bien dopándolo con átomos diferentes al carbono.
“El grafeno tiene un gran potencial en el desarrollo de dispositivos
electrónicos, con aplicaciones que van desde el almacenamiento de
energía en ‘superbaterías’ a la fabricación de pantallas y dispositivos
más flexibles. Sin embargo, en campos como la espintrónica, base de la
grabación magnética y la tecnología de discos duros, la ausencia de
magnetismo del grafeno suponía un obstáculo”, explica el investigador
del CSIC Fernando Luis, del Instituto de Ciencia de Materiales de
Aragón, centro mixto del CSIC y la Universidad de Zaragoza.
El nuevo material desarrollado en este estudio está formado por la unión
de moléculas magnéticas, que contienen cuatro átomos de hierro, a una
lámina de grafeno. Experimentos llevados a cabo en los laboratorios del
Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón confirman que existe una
interacción importante entre ambos componentes. “Lo más sorprendente es
que la presencia del grafeno modifica de manera radical el magnetismo de
las moléculas. Los resultados muestran que el grafeno apantalla de
manera muy eficiente los espines moleculares de fuentes de ruido tales
como vibraciones o campos electromagnéticos”, añade el investigador.
Según los autores del trabajo, el nuevo hallazgo mejora de forma
relativamente sencilla las propiedades de ambos materiales de cara a su
aplicación en tecnologías concretas. “Por una parte, el dopaje de
grafeno con moléculas magnéticas puede aproximarnos a la fabricación de
nuevas memorias o sensores magnéticos. Por otra, la protección que el
grafeno brinda a los espines puede resultar clave para usar las
moléculas como unidades de información, o qubits, de un futuro ordenador
cuántico. Una ventaja adicional es que campos eléctricos generados por
el grafeno pueden inducir la realización de operaciones cuánticas a
velocidades mucho mayores que las accesibles usando campos magnéticos”,
concluye Luis.
En este trabajo también han participado la Universidad de Stuttgart
(Alemania), la Universidad de Módena, la Universidad de Florencia (ambas
en Italia) y la Universidad de Lausana (Suiza).
Fuente: CSIC 9/12/2015
Christian Cervetti, Angelo Rettori, Maria Gloria Pini, Andrea Cornia,
Ana Repollés, Fernando Luis, Martin Dressel, Stephan Rauschenbach, Klaus
Kern, Marko Burghard & Lapo Bogani. The classical and quantum dynamics
of molecular spins on graphene. Nature Materials. DOI: 10.1038/nmat4490
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