Grupos de Holanda, España, Alemania, Francia y Argentina, han descubierto un nuevo material magnético bidimensional fabricado artificialmente en los defectos que presenta un óxido en forma de película delgada.
Estas investigaciones, que se acaban de publicar en la revista científica Nature, se han llevado a cabo en uno de los microscopios electrónicos de ultra alta resolución Titán, ubicados en el Laboratorio de Microscopías Avanzadas (LMA) del Instituto de Nanociencia de Aragón (INA) de la Universidad de Zaragoza.
Su trabajo en el Titán ha permitido observar por primera vez este nuevo material magnético sintético y determinar las propiedades físicas y químicas del mismo con resolución atómica. Este nuevo material se forma en los pequeños defectos (paredes de dominio) que se forman entre zonas de la película con diferente orientación (dominios). Estos defectos tienen su origen en las tensiones creadas por la adaptación de la película a un determinado sustrato, lo que se conoce como ingeniería de tensiones (strain engineering). Son estos defectos los que sirven como sirven como “nanoreactores” para la formación de esta nueva estructura artificial.
Este nuevo óxido sintético y bidimensional de espesor atómico está compuesto de una ordenación muy precisa de átomos de terbio y manganeso, gracias a la cual presenta a baja temperatura un fuerte magnetismo muy localizado. En función del espesor de la película que lo alberga, se puede sintetizar gran número de estos defectos que albergan estas estructuras atómicas, con una separación de mínima de hasta 5 nanómetros.
Estos ingredientes abren una novedosa vía para el desarrollo de dispositivos de memoria de muy alta densidad en los que, estructuras bidimensionales de este tipo o sintetizadas por esta misma ruta, puedan usarse como bits de información en Nanoelectrónica. También abre el camino para explorar la síntesis de materiales similares con otras funcionalidades (conductoras, ferroeléctricas, superconductoras, etc.).
Los microscopios Titán
Los Titán son microscopios electrónicos de última generación que permiten observar la estructura microscópica de la materia por debajo de la escala de 1 angstrom (diez veces más pequeño que un nanómetro, diez mil millonésima parte del metro), el tamaño típico de los átomos. Por tanto, este microscopio permite realizar estudios estructurales y químicos átomo a átomo para conocer las propiedades físicas de la materia en la nanoescala.
Los microscopios electrónicos Titán del LMA instalados en el INA, que se encuentran entre los más avanzados del mundo, permiten analizar la estructura y composición química de los materiales con la precisión de un átomo, lo que está contribuyendo decisivamente a la realización de investigaciones muy destacadas en Nanociencia. Este centro, que comenzó su actividad hace cinco años, ya ha cosechado ya un gran número de resultados importantes con publicaciones de gran impacto científico como la que acaba de publicarse en Nature.
El Laboratorio de Microscopías Avanzadas, nueva ICTS
El LMA del INA ha sido reconocido recientemente por el Ministerio de Economía y Competitividad como Instalación Científico-Técnicas Singular (ICTS). Esta distinción reconoce a grandes instalaciones científicas españolas por su gran importancia estratégica para el desarrollo de la I+D en España y supone un espaldarazo definitivo al esfuerzo realizado por la Universidad de Zaragoza, el Gobierno de Aragón y en general la comunidad científica aragonesa para estar a la vanguardia de la investigación en Nanociencia.
En este caso, el LMA ha sido destacado por la singularidad de los instrumentos de nanofabricación y nanocaracterización de materiales avanzados a escala atómica que lo integran, por la excelencia científica de sus investigadores, y por el alto impacto científico y tecnológico de sus trabajos, del que este nuevo trabajo publicado en la revista Nature es uno de sus mayores exponentes.
Más información:
“Artificial chemical and magnetic structure at the domain walls of an epitaxial oxide”
Farokhipoor, S. Magen, C. Venkatesan, S., Iniguez, J., Daumont, C. J. M., Rubi, D., Snoeck, E., Mostovoy, M., de Graaf, C., Muller, A., Doblinger, M., Scheu, C. and Noheda, B.
Nature 515, 379-383, (2014)
doi:10.1038/nature13918, 19 Noviembre 2014