Un equipo internacional de investigadores, liderado por el Politécnico de Milán, ha desarrollado una técnica revolucionaria que permite el control tridimensional del magnetismo a escala nanométrica en películas cristalinas de granate de itrio y hierro (YIG). Este material es fundamental para la magnonica, un campo emergente que utiliza ondas de espín para procesar señales y crear dispositivos de computación con bajo consumo energético.
La metodología propuesta es sencilla y se realiza en un solo paso: utiliza un láser UV enfocado para “escribir” patrones magnéticos complejos de manera permanente en la película de YIG. En un estudio publicado en la revista Nature Communications, los científicos demuestran que la irradiación con láser UV provoca un aumento estable y localizado de la anisotropía magnética perpendicular, una propiedad esencial para las funcionalidades del material. La modificación lograda se mantiene tanto lateral como verticalmente, alcanzando una resolución de hasta 100 nanómetros sin alterar la estructura cristalina del YIG.
Otro aspecto destacado de esta técnica es su capacidad para modular con precisión la profundidad de la modificación al variar la potencia del láser, lo que permite un control continuo y tridimensional del perfil magnético. Este enfoque abre nuevas posibilidades para la fabricación de arquitecturas magnéticas complejas y metamateriales "grayscale" en películas delgadas de YIG, con potenciales aplicaciones en dispositivos magnonicos, magneto-ópticos y plataformas híbridas para tecnologías cuánticas.
Nuevas fronteras en investigación magnética
La investigación fue llevada a cabo por el grupo PhyND del Departamento de Física del Politécnico de Milán, en colaboración con el Departamento de Mecánica y el Departamento de Energía del mismo instituto, así como con la Universidad de Perugia, RPTU University Kaiserslautern-Landau, IFN-CNR y CNR-IOM. Este trabajo contó con el respaldo de la Unión Europea (Horizon 2020 – proyecto B3YOND), el Ministerio de Universidades e Investigación, Fundación Cariplo y Fundación CDP.
Este avance no solo representa un hito significativo en el control del magnetismo a nivel nanométrico, sino que también establece las bases para futuras investigaciones en campos relacionados. La capacidad de manipular propiedades magnéticas con tal precisión podría transformar diversas áreas tecnológicas, desde la computación hasta las telecomunicaciones.
Pioneros en magnonica
El estudio destaca cómo esta técnica innovadora puede ser utilizada para avanzar en el desarrollo de nuevos dispositivos que aprovechen las propiedades únicas del YIG. Con su enfoque único y resultados prometedores, este trabajo marca un paso importante hacia el futuro del procesamiento magnético a escalas nunca antes alcanzadas.
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