Los materiales multiferroicos, que combinan propiedades eléctricas y magnéticas, podrían revolucionar la tecnología al permitir dispositivos más rápidos, compactos y eficientes en energía. Un estudio reciente ha demostrado que el yoduro de níquel (NiI2) es un candidato prometedor para estas aplicaciones, debido a su excepcional acoplamiento magnetoeléctrico.
Cuando los investigadores irradian una fina capa de yoduro de níquel con un pulso láser ultrarrápido, surgen fenómenos en forma de sacacorchos llamados "oscilaciones magnetoeléctricas helicoidales quirales". Estos fenómenos podrían ser útiles para una serie de aplicaciones, incluyendo memorias informáticas rápidas y compactas.
Imagen: Ella Maru Studio.
Liderado por investigadores de la Universidad de Texas en Austin y del Instituto Max Planck, el estudio destaca las propiedades particulares del yoduro de níquel, un material multiferroico. Los materiales ferroicos son conocidos por sus alineamientos atómicos específicos que les confieren propiedades eléctricas, magnéticas o elásticas. Los multiferroicos presentan varias de estas propiedades simultáneamente, lo que puede inducir un fenómeno de acoplamiento magnetoeléctrico. Este último permite manipular las propiedades magnéticas de un material a través de un campo eléctrico y viceversa, abriendo el camino a importantes avances tecnológicos.
El equipo, dirigido por Frank Gao, ha descubierto que el NiI2 posee un acoplamiento magnetoeléctrico particularmente potente. Este resultado se obtuvo irradiando muestras de este material con impulsos láser ultrarrápidos y observando las modificaciones de los órdenes eléctricos y magnéticos resultantes. Este hallazgo podría transformar el diseño de los dispositivos electrónicos al aumentar su eficiencia y reducir su tamaño.
Emil Viñas Boström, coautor del estudio, explica que dos factores son esenciales para comprender la potencia de este acoplamiento: por un lado, el acoplamiento espín-órbita, que vincula el espín de los electrones con su movimiento orbital alrededor de los átomos de yoduro; por otro lado, el arreglo magnético específico del NiI2, conocido como espiral o hélice de espín. Estas características son cruciales para el establecimiento del orden ferroeléctrico y la fuerza del acoplamiento magnetoeléctrico.
Las aplicaciones potenciales del NiI2 son vastas. Entre ellas se encuentra la memoria magnética para ordenadores, que podría volverse mucho más rápida y eficiente en energía gracias a este material. Además, este acoplamiento podría mejorar las conexiones en los ordenadores cuánticos o ser utilizado en sensores químicos de alta precisión para la industria farmacéutica.
Los investigadores esperan que estos descubrimientos permitan identificar otros materiales con propiedades similares y reforzar artificialmente el acoplamiento magnetoeléctrico para maximizar su potencial.
Autor del artículo: Cédric DEPOND
Fuente: Nature