Nueva era para la iluminación y la computación

El campo emergente de la espintrónica, a veces llamada electrónica magnética, incluye tanto la carga del electrón como su momento angular intrínseco (espín), que genera un campo magnético. La espintrónica está dando lugar a nuevas funcionalidades e innovaciones eléctricas y magnéticas, debidas en gran parte al descubrimiento de nuevos materiales. Estos prometen satisfacer las demandas futuras de los dispositivos de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC): menor consumo de energía, menor coste y menor tamaño.

Un grupo de científicos inició el proyecto «Next generation hybrid interfaces for spintronic applications» (HINTS), financiado por la Unión Europea, con el fin de desarrollar nuevos materiales HOI que demostrasen la eficiencia de la transferencia de espín eficiente en las interfaces. Gran parte de la singularidad de los dispositivos que emplean materiales orgánicos y electrodos inorgánicos proviene de la riqueza de interacciones en sus interfaces. Esto se debe en parte a la gran cantidad de moléculas posibles, en su mayor parte sin estudiar.

Los científicos fabricaron materiales HOI innovadores con interfaces que permiten controlar la polarización del espín mediante el ajuste de la composición química y de las propiedades eléctricas en las interfaces. Aunque el método anterior permite seleccionar la dirección del espín durante la fabricación de las muestras, este último permite cambiarlo durante el funcionamiento del dispositivo, lo cual da lugar a un funcionamiento reconfigurable.

HINTS estudió la interfaz «por dentro» con el fin de estudiar la distribución del tiempo de residencia dependiente del espín en las primeras monocapas del semiconductor orgánico. Esto representa una forma nueva de cuantificar el filtrado de espín que podría permitir hallar aplicaciones en dispositivos futuros basados en materiales HOI o dispositivos inorgánicos.

El trabajo del proyecto también allanó el camino hacia la fabricación de dispositivos de laboratorio e industriales con valores de magnetorresistencia deseados. Uno de los principales logros fue detectar magnetorresistencia a altas tensiones. Esto abrió nuevas posibilidades de utilizar portadores polarizados en espín a las tensiones de funcionamiento de diodos orgánicos emisores de luz o de transistores de efecto campo orgánicos. Así pues, la espintrónica orgánica se aplica por primera vez en estas dos aplicaciones de TIC que se utilizan de forma generalizada en los sectores de los monitores y la iluminación.

Centrándose en un control excelente de las características y el comportamiento del espín en las interfaces de HOI, HINTS ha sentado las bases de una nueva generación de dispositivos espintrónicos.