Los investigadores han descubierto que ciertos materiales magnéticos ultra delgados pueden cambiar de aislante a conductor a alta presión, un fenómeno que podría usarse en el desarrollo de dispositivos electrónicos de última generación y dispositivos de almacenamiento de memoria.

El equipo internacional de investigadores, dirigido por la Universidad de Cambridge, dice que sus resultados, publicados en la revista Physical Review Letters , ayudarán a comprender la relación dinámica entre las propiedades electrónicas y estructurales del material, a veces denominado grafeno magnético. y puede representar una nueva forma de producir materiales bidimensionales.

El grafeno magnético, o tritiohipofosfato de hierro (FePS 3), proviene de una familia de materiales conocidos como materiales de van der Waals, y se sintetizó por primera vez en los años sesenta. En la última década, sin embargo, los investigadores han comenzado a observar la FePS 3 con nuevos ojos. Similar al grafeno, una forma bidimensional de carbono, el FePS 3 se puede exfoliar en capas ultra delgadas. Sin embargo, a diferencia del grafeno, el FePS 3 es magnético.

La expresión de la fuente intrínseca de magnetismo de los electrones se conoce como espín. El giro hace que los electrones se comporten un poco como pequeños imanes de barra y apuntan de cierta manera. El magnetismo de la disposición de los giros de electrones se usa en la mayoría de los dispositivos de memoria, y es importante para desarrollar nuevas tecnologías como la espintrónica, que podría transformar la manera en que las computadoras procesan la información.

A pesar de la extraordinaria resistencia y conductividad del grafeno, el hecho de que no sea magnético limita su aplicación en áreas como el almacenamiento magnético y la espintrónica, por lo que los investigadores han estado buscando materiales magnéticos que podrían incorporarse con dispositivos basados ​​en grafeno.

Para su estudio, los investigadores de Cambridge aplastaron capas de FePS 3 juntas a alta presión (aproximadamente 10 Gigapascales), encontraron que cambiaba entre un aislante y un conductor, un fenómeno conocido como una transición de Mott. La conductividad también podría ajustarse cambiando la presión.

Estos materiales se caracterizan por fuerzas mecánicas débiles entre los planos de su estructura cristalina. Bajo presión, los planos se presionan juntos, de forma gradual y controlable, empujando el sistema de tres a dos dimensiones, y del aislante al metal.

Los investigadores también encontraron que incluso en dos dimensiones, el material conservaba su magnetismo. «El magnetismo en dos dimensiones está casi en contra de las leyes de la física debido al efecto desestabilizador de las fluctuaciones, pero en este material, parece ser cierto», dijo el Dr. Sebastian Haines del Departamento de Ciencias de la Tierra y Departamento de Física de Cambridge, y El primer autor del artículo.

Los materiales son baratos, no tóxicos y fáciles de sintetizar, y con más investigación, podrían incorporarse en dispositivos basados ​​en grafeno.

«Continuamos estudiando estos materiales para construir una sólida comprensión teórica de sus propiedades», dijo Haines. «Esta comprensión finalmente apoyará la ingeniería de dispositivos, pero necesitamos buenas pistas experimentales para dar a la teoría un buen punto de partida. Nuestro trabajo apunta a una dirección emocionante para producir materiales bidimensionales con componentes eléctricos, magnéticos y electrónicos ajustables y combinados. propiedades.»

Via: https://phys.org/news/2019-02-magnetic-graphene-insulator-conductor.html#jCp