Las sorprendentes propiedades de las multicapas de grafeno
Desde hace años, el grafeno, un material derivado de la mina de lápiz ordinaria que se reduce a capas atómicas, ha demostrado una serie de propiedades extraordinarias. Amontonado en cinco capas siguiendo un patrón romboédrico, el grafeno exhibe un raro estado “multiferroico”, que combina un magnetismo poco convencional y una forma única de comportamiento electrónico conocida como ferrovalletricidad. Este descubrimiento, realizado por físicos del MIT, podría suponer un avance revolucionario en el almacenamiento de datos y la informática.
Fascinantes atributos del grafeno
Conforme aumenta el número de capas, el grafeno se presenta como un material novedoso. Este comportamiento multiferroico lo observaron los investigadores del MIT, dirigidos por el profesor Long Ju, exclusivamente en el grafeno de cinco capas. Esta propiedad, ausente entre una y cuatro capas, tiene el potencial de influir significativamente en la tecnología de almacenamiento de datos.
Las propiedades multiferroicas y el almacenamiento de datos
Estos materiales pueden coordinar múltiples propiedades, como el magnetismo y la carga eléctrica, y mejorar la velocidad y la eficiencia energética de los discos duros.
Para almacenar datos, los discos duros tradicionales utilizan dominios magnéticos; cada parte funciona como un imán microscópico. Cambiar estos imanes requiere una cantidad significativa de energía.
Por otra parte, los materiales multiferroicos podrían permitir un almacenamiento de datos más rápido y de menor consumo, duplicando potencialmente la capacidad de almacenamiento de los dispositivos convencionales.
Comprensión de la aparición del comportamiento ferroso
Estos investigadores estudiaron si el grafeno podía presentar un comportamiento multiferroico. La frágil estructura del grafeno proporciona un entorno único para explorar interacciones cuánticas ocultas.
Los electrones se mueven lentamente apilando cinco capas de grafeno en un patrón romboédrico, lo que permite interacciones convincentes y, por tanto, la aparición de un comportamiento de electrones coordinados.
Comprobación experimental
Los investigadores aislaron meticulosamente en el laboratorio escamas naturales de grafeno de cinco capas con un patrón de apilamiento romboédrico. Estudiaron las respuestas de los electrones a los campos eléctricos y magnéticos a temperaturas extremadamente bajas, donde se minimizan otros efectos.
Según los resultados, se observaron dos propiedades ferrosas. En primer que los electrones coordinaban su movimiento orbital en un magnetismo no convencional, y en segundo que mostraban preferencia por asentarse en uno de los dos “valles” electrónicos del grafeno. Esta combinación dio lugar a un raro estado multiferroico.
Control e implicaciones prácticas
Estos investigadores demostraron la capacidad de controlar estas propiedades férricas mediante un campo eléctrico. El objetivo a largo plazo es incorporar grafeno de cinco capas o materiales multiferroicos similares a los chips de memoria, lo que permitiría manipular los datos con un campo eléctrico de baja potencia.
La innovación podría aumentar considerablemente la capacidad de almacenamiento de datos en comparación con los materiales multiferroicos convencionales, aunque su aplicación práctica sigue siendo una tarea pendiente.
En resumen, el descubrimiento del comportamiento multiferroico en el grafeno de cinco capas introduce posibilidades apasionantes para el futuro del almacenamiento de datos y los dispositivos electrónicos, y ofrece nuevas vías de investigación y desarrollo en este campo.
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