El magnetismo en películas delgadas aislantes a temperatura ambiente

Medidas de difracción  de rayos X han mostrado que las películas de diferente espesor tienen estructuras cristalinas significativamente diferentes. La película más gruesa (8 nm) se encuentra en la parte superior, mientras que las películas en el medio y en la parte inferior son 4,0 nm de grosor y espesor 3,6 nm, respectivamente. La estructura cristalina de la película más gruesa es ligeramente "inclinado" con respecto al sustrato.  
Investigadores de la Universidad de Twente MESA+ Instituto de Nanotecnología han tenido éxito en la producción de películas ultradelgadas con una inusual combinación de propiedades. A temperatura ambiente que no conduce la electricidad, pero que son magnéticos. Esto sería extremadamente útil en aplicaciones que requieren la conmutación rápida magnético, tales como nuevos tipos de memoria, por ejemplo.  

        





          Los investigadores colaboraron con colegas científicos en la Universidad de Stanford y Oak Ridge National Laboratory. Sus resultados han sido publicados en Physical Review Letters. Estos nuevos materiales son conocidos como LSMO (lantano estroncio manganita) películas. Cuando estas películas se cultivan sobre un sustrato de titanato de estroncio, su estructura cristalina parece cambiar durante el proceso de crecimiento. Con un espesor de unos 40 nanómetros (un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro) o menos, la conductividad eléctrica de una película LSMO abruptamente cae a cero. Al mismo tiempo, la temperatura de Curie se dispara. Como resultado, el material magnético permanece incluso a temperaturas muy por encima de la temperatura ambiente. El truco es para controlar el crecimiento de la película con precisión suficiente para lograr de manera consistente el cambio deseado en el cristal. En trabajos anteriores con otros materiales, temperaturas mucho más bajas se requiere para producir las propiedades magnéticas de este tipo. La polarización de espín magnético resultante capa aislante es adecuado para "tunneling spin polarizado". Además de llevar una carga, los electrones tienen otra propiedad, conocida como "spin". La dirección en la que giran alrededor de su eje (en sentido horario o en sentido antihorario) lleva la información magnética. La delgada película LSMO, que ahora es magnético, tiene una preferencia por una determinada dirección de giro. Por lo tanto los electrones con este tipo de giro puede "túnel" a través de la película con más facilidad que los electrones que giran en la dirección opuesta. Esto ofrece un nuevo método de conmutación de portadores de información, una propiedad que será de enorme importancia en los futuros dispositivos de espintrónica. La investigación ha sido realizada en el Inorganic Materials Science Group (SIG) del Prof. David Blanco y Rijnders profesor Guus. El grupo forma parte de la MESA + Instituto de Nanotecnología de la Universidad de Twente.  

 Boschker, H. et al, alta temperatura de la fase magnética aislante ultra fino La0, 67 SR0, 33 MnO3 (110) películas
 Physical Review Letters, 12 de octubre de 2012.