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Nanotecnólogos de la Universidad de Twente’s MESA+ y MIRA research institutes han desarrollado un método para la incorporación de elementos magnéticos en materiales no magnéticos, de una manera muy controlada. Usando esta técnica, es posible cambiar drásticamente el comportamiento eléctrico de los metales y semiconductores incluso para darles propiedades magnéticas. Los resultados han sido publicados en Nature Nanotechnology.

Los investigadores fueron capaces de incorporar elementos magnéticos en una capa no magnética de oro en una forma muy controlada. Lo hicieron mediante el recubrimiento de la capa de oro con una sola capa de moléculas orgánicas , conteniendo cada una un ion metálico individual:. unas contienen cobalto y otras zinc. Los iones de cobalto tiene un espín electrónico desapareado y por lo tanto se comportan como un imán elemental, mientras que los iones de cinc no tienen propiedades magnéticas. Mediante el ajuste de la concentración relativa de cobalto e iones de cinc, es posible ajustar las propiedades magnéticas del material final. El autoensamblaje molecular hace que los compuestos metálicos se difundan homogéneamente sobre la capa de oro.

Lo que hace que el método sea tan especial es que se produce una concentración sin precedentes de «dopaje» de magnetismo, sin que los elementos magnéticos tiendan a agruparse. En los métodos utilizados hasta la fecha,  era muy difícil de distribuir los elementos magnéticos homogéneamente sobre el material final, particularmente a elevadas concentraciones.

Utilizando el método desarrollado en la Universidad de Twente, es posible crear materiales con propiedades completamente nuevas. Esto allana el camino para los semiconductores con propiedades magnéticas: uno de los santos griales de la física. Los semiconductores de este tipo podrían ser utilizados tanto para memoria de almacenamiento (magnética) y procesamiento de datos (eléctrica) en una nueva generación de ordenadores.

Fuente: ‘Tunable doping of a metal with molecular spins’, which appears in the April issue of Nature Nanotechnology (doi:10.1038/nnano.2012.1 )