En el bolsillo llevamos una máquina inimaginable hace unos años, capaz de encontrar la información que deseemos en pocos segundos. El siguiente reto es minimizar su gasto de energía. El trabajo de físicos como Albert Fert, descubridor de la magnetorresistencia gigante, sienta las bases para afrontar la actual hemorragia energética que provocan nuestras búsquedas en Google.

Investigadores del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) han demostrado que se pueden generar y manipular corrientes de espín, una propiedad de las partículas elementales, en heteroestructuras basadas en grafeno. El avance, logrado a temperatura ambiente, abre la puerta al desarrollo de nuevos dispositivos electrónicos y memorias magnéticas ultracompactas de bajo consumo.

El espín o momento angular de las partículas se pueda usar para transmitir información en materiales tan novedosos como el grafeno, sin olvidar el respeto por el medio ambiente. Esta es la idea que subyace detrás del proyecto europeo SPRING, liderado por el centro vasco CIC nanoGUNE y que acaba de arrancar con el apoyo de 3,5 millones de euros de la Comisión Europea.

El grafeno presenta extraordinarias propiedades mecánicas y electrónicas, pero no magnéticas. Esta carencia se puede resolver con la ayuda del más ligero de los elementos: el hidrógeno, que al contactar con el grafeno le transfiere su momento magnético. Lo ha demostrado un equipo de científicos europeos coordinados por el físico Iván Brihuega desde la Universidad Autónoma de Madrid.

Desde finales de los años 60 hasta ahora hemos estado usando dispositivos electrónicos que han almacenado y transmitido información en circuitos 2D. Ahora dos investigadores españoles de la Universidad de Cambridge han conseguido romper esta barrera, creando nanoimanes capaces de transmitir información en tres dimensiones. El avance podría suponer un aumento en la memoria, conectividad y potencia de los circuitos electrónicos.

El grafeno protagoniza la mayor iniciativa europea de investigación hasta la fecha, la Graphene Flagship, pero dentro de este megaproyecto se promocionan también los estudios de otros materiales bidimensionales, como los llamados TMD. Sus interesantes propiedades se pueden aplicar en electrónica, espintrónica y un tercer campo: la ‘valletrónica’, según explica en esta entrevista el físico Lucian Covaci de la Universidad de Amberes.

Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid han propuesto una forma alternativa de utilizar las llamadas ondas de espín para diseñar nuevos dispositivos espintrónicos. Estos cumplirían las mismas funciones que los actuales dispositivos electrónicos, pero con ahorros de energía y con una durabilidad y rendimiento mucho mayores, así como con frecuencias de operación mucho más elevadas.

Desde que se predijo su existencia en 2005, apenas se han encontrado o desarrollado aislantes topológicos bidimensionales, un material aislante en su interior pero con estados conductores en su superficie. Ahora investigadores de CIC nanoGUNE y de EE UU han observado que uno de estos materiales, compuesto por wolframio y telurio, presenta propiedades prometedoras en espintrónica, una tecnología emergente que explota la carga del electrón y su espín.

El grafeno es un material prodigioso, pero no magnético. Para resolver la situación, investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid han incorporado átomos de hidrógeno a ese material, lo que permite magnetizarlo. El avance se ha logrado con la ayuda del microscopio de efecto túnel, con el que se pueden colocar los átomos en el lugar adecuado con gran precisión.