Nueva teoría sobre el espín de las partículas nos acerca más a la computación cuántica
(NC&T) La espintrónica es una tecnología emergente que busca desarrollar dispositivos que se aprovechen del extraño mundo de la física cuántica, o física de lo increíblemente pequeño, a nivel atómico, en especial la propiedad de "arriba" o "abajo" del espín de los electrones. La electrónica convencional usa la carga del electrón. Los dispositivos de la espintrónica usarán tanto el espín como la carga de los electrones, logrando una nueva funcionalidad.
Científicos de muchas partes del mundo se apresuran a desarrollar la nueva técnica de la espintrónica. Ésta podría revolucionar la industria de la computación con chips que sean más versátiles y exponencialmente más potentes que los que ofrece hoy día la tecnología más avanzada.
Los físicos Dimitrie Culcer y Roland Winkler (ambos del Laboratorio Nacional de Argonne y también de la Universidad del Norte de Illinois), junto con Christian Lechner (de la Universidad de Regensburg, en Alemania) han obtenido importantes resultados teóricos en su investigación.
El trabajo abre una nueva senda para generar y manipular el espín en los semiconductores. Esto es importante porque el uso de voluminosos imanes superconductores no sería práctico en la mayoría de los dispositivos.
Los físicos teorizan que el espín puede inducirse y manipularse haciendo circular una corriente a través del arseniuro de galio, un semiconductor común, en lo que se conoce como sistemas de huecos con espín-3/2, poco estudiados previamente. Los sistemas de huecos son "los electrones perdidos", mientras la fracción 3/2 se refiere a la magnitud del espín. Esos sistemas de huecos con espín-3/2 se crean por "dopaje" en los semiconductores. El dopaje consiste en introducir impurezas que tienen un electrón de menos en comparación con el material que las aloja.
La geometría también debe ostentar un papel crucial en la manipulación del espín, según los investigadores. Ellos proponen el desarrollo de un dispositivo en forma de L, de tamaño nanométrico, que permita la explotación de los efectos recientemente descubiertos del sistema de huecos con espín-3/2.
"Creemos que hemos descubierto una forma mucho más simple de inducir la polarización del espín," resume Winkler. "No necesitamos un electroimán grande. El único requisito en nuestro caso es hacer circular una corriente eléctrica en la muestra, lo que resulta mucho más fácil de lograr que poner la muestra en una bobina magnética. Porque para generar una corriente eléctrica sólo se necesitan dos contactos".
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