Los científicos han creado imanes ultrafinos que tienen un solo átomo de espesor

Imagen: Un diagrama esquemático de un material magnético atómicamente delgado de una sola capa compuesto de átomos de cobalto y moléculas de óxido de zinc. El rojo son átomos de cobalto, el amarillo son átomos de zinc y el azul son átomos de oxígeno. (Laboratorio de Berkeley)

El Laboratorio Nacional de Berkeley del Departamento de Energía de EE. UU. (LBNL) e investigadores de la Universidad de California, Berkeley (UC Berkeley) han desarrollado los materiales magnéticos más delgados del mundo: con una sola capa de espesor atómico, la ventaja más importante es que puede mantener el magnetismo a temperatura ambiente.

Este material promoverá nuevos cambios en el campo de las computadoras y la tecnología electrónica, como la creación de una nueva generación de memoria de mayor densidad de almacenamiento y la provisión de nuevas herramientas para la investigación de la física cuántica.

“Este es el primer material magnético bidimensional del mundo que puede mantener su estabilidad química a temperatura ambiente”, dijo Jie Yao, profesor asociado de ciencia de materiales, uno de los principales autores del estudio.

Aunque las películas magnéticas comúnmente utilizadas en los dispositivos de almacenamiento modernos ya son materiales muy delgados, siguen siendo tridimensionales a nivel microscópico, lo que significa que tienen al menos unos pocos cientos o miles de átomos de espesor.

En las últimas décadas, los investigadores han continuado mejorando la tecnología y quieren hacer que los materiales magnéticos sean cada vez más delgados, alcanzando eventualmente un espesor bidimensional, de modo que la densidad de los datos almacenados pueda ser cada vez mayor. Estudios anteriores también han producido materiales magnéticos bidimensionales, pero su composición química es inestable a temperatura ambiente y pierde fácilmente el magnetismo.

“Actualmente, los materiales magnéticos bidimensionales más avanzados necesitan depender de un funcionamiento a baja temperatura. Esto no es práctico, porque los centros de datos funcionan todos a temperatura ambiente”. Yao Jie dijo: “Nuestros materiales magnéticos bidimensionales no son solamente los primeros para poder operar a temperatura ambiente o incluso mejor que el material que trabaja a una temperatura normal más alta, sino que es también el primer material que realmente logra la bidimensionalidad: ¡es tan grueso como una sola capa de átomos!»

Los investigadores dijeron que este material proporcionará una nueva plataforma para la investigación de la física cuántica. Nuestro delgado material magnético tiene sólo un átomo de espesor, lo que proporciona la mejor plataforma para explorar el mundo cuántico. Abre cada átomo para la exploración, lo que ayuda a revelar el mecanismo de la física cuántica a nivel de átomos magnéticos individuales y la interacción entre átomos magnéticos. Con los materiales magnéticos tradicionales más gruesos, todos los átomos magnéticos están enterrados profundamente dentro del material, lo que hace que sea muy difícil estudiar las condiciones en el interior”.

La investigación fue publicada en la revista Nature Communications el 25 de junio.