Control inalàmbric del magnetisme en materials multiferroics artificials mitjançant llum visible per a dispositius magneto-òptics de pròxima generació
30/05/2024
Investigadors del Departament de Física de la Universitat Politècnica de Catalunya, amb científics de la Universitat Autònoma de Barcelona i de l'Institut de Ceràmica i Vidre (CSIC), van demostrar que és possible modular de manera reversible el magnetisme en heteroestructures multiferroiques artificials, utilitzant llum visible de baixa intensitat a temperatura ambient. S'aconsegueix modular significativament amb llum la coercitivitat i l'índex de quadratura dels cicles d'histèresis en aquestas heteroestructures, fomentant el desenvolupament de nous dispositius magneto-òptics sense fils de baix consum energètic.
El control del magnetisme induït per llum és una tecnologia prometedora per a la implementació de nous dispositius magnetoelectrònics, ja que és un mètode d'actuació sense contacte que comporta una dissipació d'energia ultrabaixa. Desafortunadament, el control determinista i reversible de les propietats magnètiques utilitzant llum ha demostrat ser un desafiament i, fins ara, s'ha restringit a uns pocs materials específics amb viabilitat comercial encara limitada. Per aquesta raó, la comunitat científica ha dirigit la seva atenció als materials multiferroics, que són molt atractius a causa de les seves propietats magnetoelàstiques i magnetoelèctriques. Els multiferroics permeten el control de les propietats magnètiques mitjançant camps elèctrics aplicats externament. No obstant això, el circuit necessari per a aplicar camps elèctrics dificulta els avanços tecnològics en aquesta àrea, ja que sovint es requereixen mètodes de control eficients i no invasius per als dispositius nanoelectrònics de pròxima generació.
En aquest context, investigadors del grup CEMAD han demostrat que és possible modular de manera reversible el magnetisme en heteroestructures multiferroiques artificials utilitzant llum visible de baixa intensitat a temperatura ambient, la qual cosa és viable gràcies a l'existència de parets de domini carregades elèctricament i altament orientades en un cristall ferroelèctric disposat en arranjaments de dominis ferroelèctrics alterns en pla i fora de pla. L'actuació de la llum produeix una tensió compressiva neta al llarg de la direcció de les franges causada pel canvi de domini ferroelèctric, la qual cosa porta a una reorientació de 90 graus de l'eix fàcil magnètic. Com a resultat, s'observen canvis importants en els valors de coercitivitat i en l'índex de quadratura dels bucles d'histèresis, els quals poden ser modulats variant la intensitat de la llum. Aquests resultats obren un nou camí per a aconseguir el tan esperat control de les propietats magnètiques induït per llum a temperatura ambient, la qual cosa permetrà el desenvolupament de dispositius microelectrònics sense fils de baix consum energètic, amb aplicabilitat en àrees tecnològiques d'ampli abast, com la intel·ligència artificial (IA) i la internet de les coses (IoT).
Publicacions relacionades:
Comparteix: