Los materiales orgánicos ponen su naturaleza magnética al descubierto
Con la tecnología del semiconductor complementario de óxido metálico (CMOS) tocando a su límite de escala, se están investigando diversas tecnologías nuevas como posibles sustitutos. La espintrónica, una tecnología emergente que utiliza el espín del electrón además de su carga, aparece como una vía prometedora para la era post-CMOS. El transporte de espín a larga distancia sin pérdida de polarización y la manipulación del espín son factores fundamentales que subyacen en el diseño de los dispositivos espintrónicos innovadores. Debido a su movilidad ajustable y bajo acoplamiento espín-órbita, los semiconductores orgánicos se contemplan como materiales ideales para el transporte de espín y pueden llegar a constituir un avance sustancial en la espintrónica. Gracias a la financiación europea del proyecto «Injection, transport and manipulation of spin currents in new organic materials» (ITAMOSCINOM), un equipo de científicos ha podido arrojar más luz sobre sus propiedades de cara al transporte de espín y sobre la manipulación del espín. Los trabajos iniciales se han centrado en el crecimiento y la caracterización de materiales orgánicos sobre sustratos ferromagnéticos y viceversa. Ello ha permitido a los científicos obtener válvulas de espín verticales orgánicas optimizadas y estudiar la longitud coherente de espín y su mecanismo de transporte. A través de dispositivos espintrónicos más complejos, como los transistores metálicos o los transistores de efecto de campo nanométricos, la labor del proyecto ITAMOSCINOM ha facilitado una comprensión más profunda de los mecanismos de descoherencia del espín en los materiales orgánicos. Este proyecto también se ha dedicado al estudio de la inyección y transporte de espín en metales y materiales ferromagnéticos utilizando válvulas de espín laterales. Estos fascinantes dispositivos ofrecen espléndidas perspectivas de cara a las aplicaciones espintrónicas según vayan permitiendo generar corrientes de espín puras. El mecanismo del espín-flip en el transporte de espín de metales simples también ha sido objeto de especial atención. Los científicos han dado pasos muy importantes hacia la manipulación del espín electrónico en metales convencionales y materiales orgánicos. Con ello han alcanzado una comprensión más rica de la espintrónica, incluida la interacción espín-órbita, que resulta crítica para conseguir manipular el espín mediante un campo eléctrico exterior. El proyecto ITAMOSCINOM se ha visto coronado con el éxito en el estudio de materiales que exhiben propiedades de transporte de espín optimizadas, lo cual debe hacer de la espintrónica una alternativa viable a la electrónica convencional. Los hallazgos de este proyecto en lo que se refiere a la manipulación del espín preparan el camino al desarrollo de dispositivos espintrónicos avanzados, como el transistor de espín.
Palabras clave
Materiales orgánicos, espintrónica, transporte de espín, semiconductores orgánicos, corrientes de espín
