Semiconductores anti-ferromagnéticos: “El todo es más que la suma de las partes”

La conductividad eléctrica de los materiales semiconductores se sitúa entre un comportamiento aislante o metálico. Partiendo de dicha posición intermedia, los semiconductores pueden decantarse hacia un lado u otro mediante pequeños cambios composicionales, térmicos, lumínicos o bajo el influjo de campos eléctricos. La más simple de todas las aplicaciones es un interruptor que se activa o desactiva mediante una de dichas excitaciones.

La idea de incorporar el magnetismo en la lista de estrategias que pueden modificar la conductividad eléctrica de un semiconductor estimuló un interés significativo en la comunidad científica: esto introduciría efectos de memoria. Durante más de dos décadas se ha perseguido infructuosamente el objetivo de crear un material ferromagnético y semiconductor a temperatura ambiente. En el trabajo publicado, se presenta una nueva perspectiva: separar los roles de ferromagnetismo (memoria) y la semiconductividad (interruptor) en dos materiales adyacentes. Para ello, se ha integrado un semiconductor antiferromagnético y un metal ferromagnético, entre los cuales existe un acoplamiento magnético. El control de la magnetización del material ferromagnético mediante un campo magnético externo se propaga al material semiconductor antiferromagnético, modificando su resistividad eléctrica.

El resultado, que aparece publicado en Nature Communications (10 Septiembre 2014), abre nuevas perspectivas en la tecnología de semiconductores magnéticos.

Anisotropic magnetoresistance in an antiferromagnetic semiconductor. I. Fina, X. Marti, D. Yi, J. Liu, J.H. Chu, C. Rayan-Serrao, S. Suresha, A.B. Shick, J. Zelezny, T. Jungwirth, J. Fontcuberta, R. Ramesh, Nature Communications 5, 4671 (2014)

Interruptor eléctrico con memoria anti/ferromagnética. Nature Communications 5, 4671 (2014). Ignasi Fina. ICMAB-CSIC.

Interruptor eléctrico con memoria anti/ferromagnética. Nature Communications 5, 4671 (2014). Ignasi Fina. ICMAB-CSIC.

Ignasi Fina

Laboratory of Multifunctional Thin Films and Complex Structures (ICMAB)