El Uso de Manganitas y Otros Oxidos en Peliculas Ultradelgadas

A escala nanométrica, los materiales hacen cosas curiosas. Cierto compuesto metálico es ferromagnético en grandes cantidades, pero cuando su espesor se reduce hasta valores nanométricos, se vuelve un aislante y pierde mucho de su ferromagnetismo. Sigue siendo el mismo material, pero ostenta un comportamiento bien diferente.

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Mediante una técnica espectroscópica con resolución atómica, un equipo de investigadores, entre quienes figuran David A. Muller y Lena Fitting Kourkoutis de la Universidad Cornell, ha deducido por qué sucede esto y cómo hacer crecer películas de manganita extremadamente delgadas que retengan sus propiedades magnéticas.

Cuando esta técnica esté lo bastante perfeccionada, quizá sea posible sentar las bases para nuevos desarrollos que permitan a las manganitas y a otros óxidos reemplazar al silicio en componentes electrónicos a base de películas delgadas, en el almacenamiento de datos y en otras tecnologías.

Anteriormente, diversos grupos de investigación hicieron crecer capas delgadas de estas clases, y sus resultados ya sugerían que hay un espesor crítico de unas 15 capas atómicas, por debajo del cual no es posible lograr conducción.

Ahora, sin embargo, los autores del nuevo estudio demuestran que es posible disminuir el espesor hasta unas pocas capas atómicas y mantener la conducción.

La clave está en saber cómo hacer crecer capas perfectas de manganita, sin defectos. La composición química tiene que ser exacta, e incluso la rotura más pequeña en la red cristalina de las capas atómicas puede estropear la conductividad de las películas. Estos defectos no importan tanto cuando se trabaja en una escala más grande.

Para examinar las muestras de las manganitas creadas por sus colaboradores en Japón, los científicos de la Universidad Cornell usaron una técnica espectroscópica especial que les permite una precisión extrema con la que obtener imágenes de la composición de las películas de sólo unos átomos de espesor.

Las manganitas tienen un buen potencial para el campo emergente de la electrónica basada en el espín, o "espintrónica", donde el estado del espín de los electrones es aprovechado para conducir, manipular y almacenar la información. Los circuitos electrónicos convencionales utilizan sólo el estado de la carga de los electrones (circulación o no de la corriente), pero estas diminutas partículas también tienen una dirección del espín ("arriba" o "abajo").