INVESTIGACIÓN Y TRANSFERENCIA
INVESTIGACIÓN
Un estudio pionero sobre grafeno en el que han participado científicos del ICMA, portada de la revista Nature Materials
El trabajo, basado en la creación de un híbrido de grafeno y moléculas magnéticas, logra superar el problema de que este material, como todos los derivados del carbono, no es magnético
Los resultados abren la puerta a la aplicación de este híbrido en espintrónica y en el campo de la información cuántica
Los resultados abren la puerta a la aplicación de este híbrido en espintrónica y en el campo de la información cuántica
El estudio internacional en el que han participado científicos del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA, centro mixto del CSIC y la Universidad de Zaragoza) para desarrollar un nuevo material híbrido basado en el grafeno y en moléculas magnéticas, protagoniza la portada del número de febrero de la revista Nature Materials, la de mayor impacto mundial en el ámbito de la ciencia de materiales.
El grafeno, una lámina de carbono puro de un átono de espesor, no es magnético, al igual que el resto de derivados del carbono. Por eso, uno de los grandes retos científicos actuales en el campo de los materiales ha sido inducir magnetismo en este material, bien introduciendo defectos en su estructura, bien dopándolo con átomos diferentes al carbono.
El hallazgo ahora publicado en Nature Materials abre la puerta a la aplicación del grafeno en el campo de las tecnologías de la información.
“El grafeno tiene un gran potencial en el desarrollo de dispositivos electrónicos, con aplicaciones que van desde el almacenamiento de energía en ‘superbaterías’ a la fabricación de pantallas y dispositivos más flexibles. Sin embargo, en campos como la espintrónica, base de la grabación magnética y la tecnología de discos duros, la ausencia de magnetismo del grafeno suponía un obstáculo”, explica desde el Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón el investigador del CSIC Fernando Luis Vitalla.
El nuevo material desarrollado en este estudio está formado por la unión de moléculas magnéticas, que contienen cuatro átomos de hierro, a una lámina de grafeno. Experimentos llevados a cabo en los laboratorios del ICMA confirman que existe una interacción importante entre ambos componentes. “Lo más sorprendente es que la presencia del grafeno modifica de manera radical el magnetismo de las moléculas. Los resultados muestran que el grafeno apantalla de manera muy eficiente los espines moleculares de fuentes de ruido tales como vibraciones o campos electromagnéticos”, añade el investigador.
Según los autores del trabajo, el nuevo hallazgo mejora de forma relativamente sencilla las propiedades de ambos materiales de cara a su aplicación en tecnologías concretas. “Por una parte, el dopaje de grafeno con moléculas magnéticas puede aproximarnos a la fabricación de nuevas memorias o sensores magnéticos. Por otra, la protección que el grafeno brinda a los espines puede resultar clave para usar las moléculas como unidades de información, o qubits, de un futuro ordenador cuántico. Una ventaja adicional es que campos eléctricos generados por el grafeno pueden inducir la realización de operaciones cuánticas a velocidades mucho mayores que las accesibles usando campos magnéticos”, concluye Luis.
En este trabajo que ha durado tres años también han participado la Universidad de Stuttgart (Alemania), las Universidades de Módena y Florencia (Italia) y la Universidad de Lausana (Suiza). Los científicos del ICMA han centrado sus esfuerzos en la medida de las propiedades magnéticas de las moléculas acopladas al grafeno, mientras que el resto de grupos se ha dedicado en mayor grado a preparar y comprobar las características del material.
A partir de aquí, el ICMA estudiará otros materiales bidimensionales distintos al grafeno y que ya son magnéticos de por sí o superconductores. Lo más importante es que el centro aragonés ya cuenta con la tecnología necesaria para poder analizar las características y posibles aplicaciones de todos estos nuevos materiales, con lo que se abren nuevos campos a la investigación.
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