Investigador participa en colaboración internacional que logra controlar dos tipos de magnetismo en un átomo

10 · noviembre · 2020

Dr. Jhon González del Departamento de Física de la Institución, colaboró en una investigación publicada en la revista Nature Quantum Materials que abre la puerta al almacenamiento de dos bits de información usando solo un átomo.

Investigador del Departamento de Física de la Universidad Técnica Federico Santa María, Dr. Jhon González, junto a un grupo internacional de las universidades: Tecnológica de Delft en Holanda y de La Laguna en España, lograron dar con un descubrimiento que podría revolucionar la industria de equipos tecnológicos ya que podría duplicar la capacidad de almacenamiento de información a escala atómica.

El descubrimiento, publicado en la revista Nature Quantum Materials, consigna que el equipo pudo controlar dos tipos de magnetismo en un átomo, abriendo así una entrada revolucionaria para el almacenamiento de información. El investigador USM destaca el buen nivel de colaboración internacional en este proyecto, así como la acumulación de conocimientos de varios años de trabajo.

“En conjunto logramos controlar de forma independiente dos tipos de magnetismo en un solo átomo. Este descubrimiento abre la puerta al almacenamiento de dos bits de información usando solo un átomo, duplicando la capacidad de almacenamiento de información a la escala más pequeña posible imaginable a este momento”, explicó el Dr. Jhon González al medio BioBio Chile.

El magnetismo de un átomo es el resultado de los movimientos de los electrones que orbitan alrededor del núcleo del átomo (momento orbital), y de un momento angular intrínseco o de espín, que se puede entender como el giro de los electrones sobre sí mismos. Cada uno de estos movimientos podría, en principio, utilizarse para almacenar información.

En este trabajo se logró controlar de forma independiente y por primera vez estos dos tipos de magnetismo. Para lograrlo, comentó el Dr. González, combinaron varias técnicas experimentales y teóricas. Se usó microscopía de efecto túnel (STM), teoría funcional de la densidad (DFT) y modelos analíticos. Con ello lograron realizar y comprender el proceso de manipulación de un solo átomo haciendo pasar de forma muy precisa una pequeña corriente túnel a través del átomo en cuestión a temperaturas muy bajas.

“En teoría se podría almacenar dos bits de información en un solo átomo. En la realidad las cosas son un poco más complicadas que eso. Si inviertes la dirección orbital, la dirección de espín casi siempre cambia con ella, y viceversa, ya que dichos movimientos orbitales no son completamente independientes”, afirmó el investigador.

Aislar y medir las propiedades magnéticas de un solo átomo en una superficie es muy complejo. Lo normal, es que cuando un átomo se deposita sobre una superficie, existe una fuerte interacción entre el átomo y la superficie, lo que hace muy difícil manipular sus propiedades.

“Mantener estos sistemas de forma estable es bastante complicado. Se requieren temperaturas muy bajas, apenas 0.3 ºC por encima del cero absoluto (-272.85 °C), junto con condiciones de ultra-alto vacío, con presiones cercanas a las del espacio interestelar y campos magnéticos de hasta 5 teslas (el campo magnético de un altavoz potente está cercano a 1 tesla). La superficie donde se deposita el átomo es una aleación de cobre y oro, sobre la que se crece una monocapa de cobre y nitrógeno”, sostuvo.

“Con esto se aísla y se estudia el magnetismo en el átomo de hierro. Esto es el resultado de un largo proceso de ensayo y error, de muchos cálculos, de mucha intuición, y de probar con distintos elementos de la tabla periódica hasta dar con la combinación perfecta”, explicó el Dr. González. El principal resultado, es que se dio un gran paso en el conocimiento de cómo controlar de forma independiente dos tipos de magnetismo a escala atómica.

El físico de la USM recordó la importancia de la investigación básica, ya que “con este descubrimiento se ofrece una alternativa que hasta ahora no había sido explorada, esto permitirá que alguien tome este conocimiento y pueda dar un paso más y quizás aplicarlo en el desarrollo de nuevas tecnologías. Sin embargo, el almacenamiento de datos a la escala atómica está todavía muy lejos de ser útil a nivel comercial”.

USM Transparente Universidad Acreditada 6 Años G9 Universidades Públicas No Estatales
Mecesup Reuna Universia Estudia en Valparaíso Agrupación de Universidades Regionales de Chile