¿Qué descubrimientos científicos esperan la humanidad en el futuro? Las investigaciones fundamentales de hoy están dirigidas a la mejora de las tecnologías de la información, los sistemas para procesar y almacenar información, así como a la creación de una computadora cuántica que en muchos aspectos cambiará el mundo y la vida de las personas.

Actualmente, los científicos de South Ural State University están trabajando en esta área. En 2018, se publicó un artículo en la revista Optics Letters, indexada en las bases de datos Scopus y Web of Science. Los autores del artículo son investigadores del Laboratorio de Materiales Funcionales SUSU, Igor Bychkov y Dmitry Kuzmin .

“Nuestro trabajo demuestra que el uso del efecto Faraday puede llevar a un valor del campo magnético suficientemente grande. Es importante notar que crear un campo electromagnético localizado en nano escalas es un problema bastante serio. Nuestro método permite lograr esto: crear un gran -suficiente campo magnético que se ubicaría en un volumen lo suficientemente pequeño. Estos campos magnéticos en nanoescala se pueden usar para varios propósitos. El más obvio es la memoria magnética para sistemas de almacenamiento de información “, dice Igor Bychkov.

El artículo considera la propagación de ondas electromagnéticas en una nanoestructura que incluye un sustrato metálico, material dieléctrico y grafeno. Todos los elementos de la electrónica micro y nano se obtienen mediante la aplicación de algún material (como regla, metal) sobre el sustrato. Fue precisamente el grafeno que los científicos eligieron para el trabajo, ya que sus propiedades son comparativamente fáciles de controlar: puede cambiar de un material prácticamente no conductor a un buen conductor. Esto permite obtener funcionalidades adicionales de nanoestructura.

Diseño de la nanoestructura y distribución del campo magnético bajo varios parámetros físicos de grafeno

La luz en sí puede crear un campo magnético ya que no se utiliza en forma de onda, sino que se encuentra en un estado localizado cerca de los límites de la nanoestructura. Este fenómeno preciso permite crear un campo magnético que se concentraría dentro de ellos. El campo magnético creado con el uso de la luz, a su vez, tiene un efecto sobre las propiedades ópticas de las nanoestructuras. El control de las propiedades físicas de la nanoestructura con el uso de la luz permite crear dispositivos para la transmisión y el procesamiento de la información.

“La investigación puede ser aplicable para mejorar la memoria magnética. Para aumentar su volumen, las celdas de la memoria magnética deben colocarse más cerca. Para registrar la información, es necesario crear un campo magnético que no afecte a toda la estructura, solo los elementos específicos. Esto significa que se debe localizar en pequeña escala”, dice Dmitry Kuzmin.

Los resultados de la investigación encontrarán aplicación en esferas como la nanofotónica, la electrónica, la optoelectrónica de grafeno, etc. Las nanoestructuras con un campo magnético localizado en una nanoescala se pueden utilizar al diseñar elementos de computadoras ópticas y cuánticas. Además, se pueden utilizar como base para desarrollar nuevas tecnologías de la información que realicen la computación cuántica, así como el procesamiento y almacenamiento de información.

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