Semiconductores con propiedades eléctricas y magnéticas
La electrónica convencional se basa en el flujo de electrones, portadores de carga negativa. Los sistemas magnéticos se basan en principios que rigen el espín electrónico, un fenómeno físico cuántico relacionado con el momento angular. El momento angular asociado al espín genera un campo magnético. En la mayoría de materiales, los campos magnéticos de los distintos átomos individuales se compensan entre sí. En materiales magnéticos de distintos tipos, por lo general metales, los momentos bipolares atómicos se alinean (polarizan) y dan lugar a campos magnéticos macroscópicos. Los dispositivos de almacenamiento magnético se basan en el uso de distintos patrones de magnetización que corresponden a datos almacenados. Con la llegada de la nanotecnología y el interés por obtener sistemas funcionales a escala atómica o molecular, ha surgido un nuevo campo de desarrollo conocido como espintrónica. La espintrónica, o electrónica basada en el espín, también conocida como magnetoelectrónica, aprovecha el espín de los electrones además de la carga. Utiliza ambos elementos para establecer y leer bits de datos en un material semiconductor (en estado sólido) y podría servir como base de nuevas formas de computación completamente nuevas. Uno de los métodos más directos para introducir electrones con espín polarizado en un semiconductor es añadir «dopantes» (impurezas que modifican las propiedades del semiconductor) a fin de obtener los llamados semiconductores magnéticos diluidos (DMS). Un grupo de científicos europeos que pretendía desarrollar un método de electrodepósito adecuado para sintetizar estructuras de nanohilos y uniones semiconductoras con materiales DMS, inició el proyecto MAJIC-SPIN («Heteroestructuras de unión p-n de ZnO magnético dopado para dispositivos nanoespintrónicos»). El consorcio del proyecto logró producir nanohilos dopados con éxito mediante una técnica de electrodepósito directo. A continuación estudiaron la composición, las estructuras y las propiedades magnéticas mediante distintas técnicas experimentales avanzadas, incluidos métodos basados en absorción de rayos X y un dispositivo superconductor de interferencia cuántica (SQUID). En el caso de los nanohilos dopados con cobalto (Co), los científicos demostraron que este elemento se incorpora completamente en la red cristalina y que existe una fase magnéticamente ordenada. Los resultados del proyecto MAJIC-SPIN ilustran la eficacia del electrodepósito para producir DMS funcionales, semiconductores de estado sólido con propiedades magnéticas. La optimización y la comercialización de estos materiales podrían tener un impacto importante en los dispositivos nanoespintrónicos del futuro.
