Nuevos materiales mejoran rendimiento de dispositivos de almacenamiento

Investigadores del grupo de Materiales Nanoestructurados y sus Aplicaciones, del Departamento de Física de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), trabajan en la fabricación y el estudio de nuevos materiales que sirvan para aplicaciones espintrónicas, es decir materiales con propiedades magnéticas utilizados para almacenar información, como los CD o DVD, entre otros.

Un material espintrónico se compone de una matriz semiconductora, por ejemplo antimoniuro de galio (GaSb), arseniuro de galio (GaAs), óxido de cinc (ZnO), óxido de titanio (TiO2) y átomos de elementos de transición como manganeso (Mn), cobalto (Co) y níquel (Ni), entre otros.

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Estos materiales son conocidos como semiconductores magnéticos diluidos o DMS (Diluted Magnetic Semiconductors) y ayudarían a que los aparatos y dispositivos tecnológicos utilizados para guardar información tengan mayor capacidad, más bajo consumo de energía, respuesta mucho más rápida, y menor tamaño y costo

Según el profesor Anderson Dussán, del Departamento de Física de la U.N. y líder del grupo de investigación, “estudiamos las propiedades ópticas, morfológicas, de trasporte y de magnetización que nos permitan elaborar a futuro dispositivos más eficientes y menos contaminantes”. El objetivo es incorporar materiales más económicos, abundantes en la naturaleza y, de ser posible, sostenibles. El trabajo forma parte de un proyecto apoyado por Colciencias y la U.N., en el que participan profesores de varias disciplinas y estudiantes de pregrado y posgrado que estudian las propiedades de estos materiales y sus posibles aplicaciones. Memorias más robustas Al respecto, se han adelantado investigaciones con manganeso, níquel, dióxido de titanio y cobalto, los cuales reportan excelentes propiedades para su optimización en dispositivos como memorias no volátiles, es decir que no necesitan energía para durar como los discos duros o los disquetes, entre otros.

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Después de las pruebas hechas con antimoniuro de galio y manganeso (GaSb:Mn) se pudo establecer que la conductividad del material incrementó, además de dotarlo de propiedades magnéticas. “En particular, este material presenta dos comportamientos magnéticos del tipo ferri y ferromagnético; esto significa que todavía hay cosas que trabajar para garantizar que sus propiedades permitan manipular la información y su no volatilidad durante más tiempo”. Además, con esta investigación el grupo reportó, por primera vez, que el método de fabricación conocido como “DC Magnetron Co-Sputtering” también es efectivo para sintetizar estos materiales.

La técnica de pulverización catódica o “Sputtering” es muy eficiente y tiene mayores beneficios para las aplicaciones en la industria. En la mayoría de los casos estos procesos se llevan a cabo con métodos de depósitos muy costosos o utilizan sistemas de gran envergadura, mientras otros son contaminantes por el uso de elementos químicos.

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Los materiales base se introducen en una cámara conectada a un sistema de vacío, el cual –a través de un método de bombeo– reduce de manera considerable la presencia de oxígeno y evita su incorporación no deseada en el compuesto. El antimoniuro de galio con níquel, el dióxido de titanio con cobalto y el óxido de cinc con manganeso también forman parte de los materiales con los que trabaja el grupo de investigación y esperan ser pioneros en la construcción de un dispositivo. DICYT