La espintrónica, que es una técnica que aprovecha los pequeños momentos magnéticos del electrón o spin, puede colaborar a cambiar radicalmente los actuales estándares de la computación, dado su alto potencial en características altamente deseables, tales como alta velocidad de conmutación, alta densidad de integración y un muy bajo consumo de energía. Las nuevas investigaciones arrojan luz sobre cómo hacer el uso del spin en forma mucho más eficiente.

Durante los últimos 50 años, los avances en electrónica en la industria de los semiconductores se han basado en gran medida en la reducción del tamaño del transistor, con el fin de proporcionar la tecnología necesaria para lograr computadoras más pequeñas y potentes, que son en gran medida la base de nuestra moderna sociedad de la información. En un documento de 1965, el cofundador de Intel, Gordon E. Moore, describió cómo el número de transistores que pueden ser colocados en un circuito integrado se duplicaba cada año entre 1958 y 1965, prediciendo que la tendencia continuaría por lo menos diez años más.

Esa predicción, conocida ahora como la Ley de Moore, describe efectivamente una tendencia que ha continuado desde ese entonces hasta nuestros días, pero como todo tiene un final, se espera que en el 2015 dicha tendencia termine. Para ese momento, muy probablemente, los transistores serán tan pequeños como los átomos, lo cual imposibilitaría reducirlos mucho más. En vista de ello,  los investigadores están buscando nuevos conceptos en electrónica que permitan sostener el crecimiento de la potencia computacional.

Las investigaciónes en espintrónica intentan desarrollar una tecnología electrónica, basada en el spin, que reemplace la actual tecnología de semiconductores basada en el control de la carga eléctrica. Los científicos ya han comenzado a desarrollar nuevos productos electrónicos basados en spin, empezando con el descubrimiento del efecto de la magnetorresistencia gigante (GMR) en 1998. El descubrimiento del efecto GMR ha producido un gran avance en el desarrollo de las unidades de disco duro, ayudando a superar la barrera del gigabyte, y también fue clave en el desarrollo de dispositivos electrónicos portátiles como el iPod.

Mientras que la tecnología electrónica convencional se basa en el aprovechamiento de la carga de los electrones, el campo de la espintrónica depende de la manipulación del spin de electrones. Una de las propiedades únicas de la espintrónica es que el spin puede ser transferido sin la necesidad de flujo de corrientes de carga eléctrica. A esto se le llama corriente de spin, y a diferencia de otros conceptos de aprovechamiento de los electrones, la corriente de spin puede transferir información sin la necesidad de generar calor cuantificable en los dispositivos electrónicos. El principal obstáculo para el desarrollo viable de esta tecnología,  es la dificultad de crear un volumen lo suficientemente grande de corriente de spin como para soportar los actuales y futuros dispositivos electrónicos.

Sin embargo, los investigadores de Cambridge, en estrecha colaboración con el grupo del profesor Sergej Demokritov de la Universidad de Muenster en Alemania, tienen, en parte, la solución al problema. Con el fin de crear corrientes de spin mayores, los investigadores utilizaron un método de movimiento colectivo de spin, denominado spin waves, la cual a demostrado ser una forma más eficiente de generar corriente de spin.

De acuerdo a esto, una de las interacciones spin wave (llamada división three-magnon) genera una corriente de spin diez veces más eficiente, comparada con la generación de la misma sin el uso de spin waves. Adicionalmente, estos resultados ayudan al enlace de los dos campos principales de investigación de la espintrónica,  como lo son la corriente de espín y la interacción spin onda.

Fuente: University of Cambridge