Nuevas imágenes captadas por el Titán permitirán el diseño de memorias más inteligentes y mayor capacidad

Una investigación realizada 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, ha permitido obtener imágenes de la estructura magnética de un nuevo tipo de dispositivos, las redes de antidots,  que podrían tener futuras aplicaciones en la fabricación de memorias magnéticas y de antenas y receptores de radiofrecuencia. Los dos microscopios Titán del LMA se cuentan entre los más avanzados de Europa para este tipo de investigaciones.

 

Este trabajo, que se ha llevado a cabo en colaboración con investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA) y del CNRS (Francia), se ha publicado en la revista científica Nanotechnology y, además, ha sido seleccionado para la portada de su último número.

 

El objetivo de este trabajo ha sido la observación de la estructura magnética de redes de antidots, que son redes periódicas de agujeros de tamaño nanométrico en una película delgada de un material magnético, como es el cobalto. La existencia de un patrón regular de agujeros (los llamados antidots) a distancias nanométricas produce la formación de estructuras magnéticas muy peculiares confinadas entre los antidots, los superdominios magnéticos. El diseño cuidadoso de estas redes de agujeros puede dar lugar a la formación de pequeños dominios magnéticos aislados, minúsculos imanes que se pueden orientar de forma independiente, para la fabricación de memorias magnéticas de alta densidad.

 

Gracias a la capacidad de resolución de uno de los microscopios Titán, los investigadores del LMA-INA Luis Alfredo Rodríguez y César Magén, este último también perteneciente a la Fundación Agencia Aragonesa para la Investigación y el Desarrollo (ARAID), han podido obtener imágenes magnéticas de la estructura de superdominios que presentan estas redes de antidots, reconstruir mediante diferentes procedimientos matemáticos la estructura magnética de los mismos y analizar su comportamiento al aplicar campos magnéticos. Estos trabajos suponen un paso muy importante hacia la comprensión de las propiedades magnéticas de estas nanoestructuras, con la mira puesta en sus futuras aplicaciones tecnológicas.

 

Los materiales magnéticos se han utilizado durante décadas como soporte de almacenamiento de información para fabricar memorias. Desde las cintas de grabación magnéticas (los “cassettes” ya en desuso) hasta los modernos discos duros, el almacenamiento magnético de información sigue siendo la tecnología dominante para el almacenamiento de grandes volúmenes de datos. Sin embargo, la necesidad de mayores densidades de almacenamiento requiere la investigación de nuevos materiales, como son el caso de las redes de antidots. En este tipo de sistemas, cada “bit” de información estaría formado por el material magnético confinado entre varios agujeros, y ya se ha demostrado que estos sistemas pueden alcanzar al menos densidades de 10 Gb/cm².

 

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 obtiene imágenes de nanoestructuras con resolución atómica, así como estudios estructurales y químicos átomo a átomo para conocer las propiedades físicas de la materia en la nanoescala. Estos microscopios también permiten observar la estructura magnética de los materiales, en este caso a escalas superiores (en el rango de los nanométros)

 

Los microscopios electrónicos Titán del Laboratorio de Microscopias Avanzadas instalados en el INA se encuentran entre los más avanzados del mundo, lo que está contribuyendo decisivamente a la realización de investigaciones de gran impacto científico como las desarrolladas, con el reconocimiento de la revista más prestigiosa en ciencia de materiales. Este centro, que comenzó su actividad hace casi cinco, ha cosechado ya un gran número de resultados importantes con publicaciones de gran relieve, una muestra del excelente nivel de la microscopia electrónica en Aragón.

 

Se adjunta una imagen magnética del Titán, que muestra la formación de superdominios magnéticos en una red de antidots y otra, de la portada de la revista revista científica Nanotechnology.