Un nuevo aislante confirma el futuro de la espintrónica

MADRID, 30 Jul. (EUROPA PRESS) -

   La espintrónica es un campo emergente de la electrónica, donde los dispositivos funcionan con la manipulación del giro de los electrones, y no con la corriente generada por su movimiento. Este campo puede ofrecer importantes ventajas a la tecnología informática.

   El control de giro del electrón se puede conseguir con materiales llamados 'aislantes topológicos', que conducen electrones sólo a través de su superficie, pero no a través de su interior. Uno de tales materiales, el hexaboruro de samario (SmB6), fue etorizado como uno de esos aislantes ideales y robustos, pero esto nunca se ha demostrado en la práctica.

   Ahora, en un estudio publicado en la revista Nature Communications, científicos del Instituto Paul Scherrer, la  Academia China de Ciencias y el EPFL (Escuela Politénica Federal de Lausanne), han demostrado experimentalmente, por primera vez, que dl SmB6 es de hecho un aislante topológico, informa el EPFL.

   Las tecnologías electrónicas en el futuro podrían utilizar una propiedad intrínseca de los electrones llamada espín, que es lo que les da a sus propiedades magnéticas. Este giro centrifugado puede adoptar uno de dos estados posibles: "arriba" o "abajo", que puede ser representado, respectivamente, como las agujas del reloj o en sentido contrario de rotación del electrón alrededor de su eje.

   El control del efecto se puede conseguir con materiales llamados aislantes topológicos, que pueden conducir electrones en giro polarizados a través de su superficie con una eficiencia del 100%, mientras el interior actúa como un aislante.

EFECTO KONDO

   Sin embargo, aislantes topológicos se encuentran todavía en fase experimental. Un aislante especial, hexaboruro samario (SmB6), ha sido de gran interés. A diferencia de otros aislantes topológicos, las propiedades aislantes de SmB6 se basan en un fenómeno especial que se llama el 'efecto Kondo'. Este efecto impide que el flujo de electrones sea destruido por irregularidades en la estructura del material, por lo que el SmB6 un aislante topológico 'Kondo' muy robusto y eficiente.

   En experimentos llevados a cabo en el Insituto Paul Scherrer, los investigadores iluminaron muestras de SmB6 con un tipo especial de luz llamada radiación sincrotrón. La energía de esta luz se transfiere a los electrones en el SmB6, haciendo que estos sean expulsados del asilante. Las propiedades de los electrones expulsados (incluyendo el giro) se midieron con un detector, que dio pistas sobre cómo los electrones se comportaban cuando aún estaban en la superficie de SmB6. Los datos mostraron una buena concordancia con las predicciones de un aislante topológico.

   "La única verificación real de que SmB6 es un aislante topológico Kondo proviene de la medición directa del giro electrónico y cómo se ve afectado en un aislante Kondo", dice Hugo Dil, del EPFL. Aunque SmB6 muestra un comportamiento aislante sólo a temperaturas muy bajas los experimentos proporcionan una prueba del principio, y lo más importante, que realmente existen aislantes topológicos Kondo, ofreciendo una excitante trampolín hacia una nueva era de la tecnología.