En un mundo cada vez más impulsado por los datos, la búsqueda de soluciones que ofrezcan mayor capacidad, eficiencia y potencia de cálculo se torna imprescindible. En este contexto, la física de los dispositivos spintrónicos emerge como una de las alternativas más prometedoras. A diferencia de la electrónica tradicional, que utiliza la carga de los electrones para codificar y transmitir información, los dispositivos spintrónicos aprovechan tanto la carga como la orientación del giro (spin) de los electrones. Esto permite crear plataformas de procesamiento de datos más rápidas y energéticamente eficientes.
Recientemente, un equipo de investigadores de la Universidad de Utah y la Universidad de California, Irvine (UCI) ha logrado un avance significativo en este campo. En un estudio publicado en Nature Nanotechnology el 15 de enero de 2025, se ha descubierto un nuevo tipo de torque de espín, al que han denominado «torque Hall anómalo». Este fenómeno permite manipular el giro y la magnetización de los electrones a través de corrientes eléctricas, lo que abre la puerta a nuevas aplicaciones tecnológicas.
Avances en el campo de la spintrónica
El torque Hall anómalo se relaciona con el efecto Hall anómalo, descubierto por Edwin Hall en 1881. Este efecto describe cómo los electrones se dispersan de manera asimétrica al atravesar un material magnético, lo que resulta en una corriente de carga que fluye perpendicularmente a la corriente eléctrica aplicada. De manera similar, cuando se aplica una corriente eléctrica a un material, se genera una corriente de espín que también fluye en una dirección perpendicular a la corriente eléctrica, alineándose con la dirección de la magnetización.
El profesor Eric Montoya, principal autor del estudio, destaca que este descubrimiento representa una nueva física con un alto potencial para aplicaciones futuras en sistemas de computación, como la computación neuromórfica, que imita las redes del cerebro humano. El torque Hall anómalo es un ejemplo de los torques de espín de origen propio, que exhiben simetrías únicas, adecuadas para el desarrollo de dispositivos spintrónicos avanzados.
Los investigadores han identificado una triada de torques Hall, que incluye el torque Hall anómalo, el torque Hall plano y el torque Hall de espín. Estos «torques universales» se espera que estén presentes en todos los materiales conductores utilizados en la spintrónica, lo que proporcionará a los científicos una herramienta poderosa para el desarrollo de nuevos dispositivos.
Los dispositivos spintrónicos tradicionales suelen consistir en una capa no magnética situada entre dos materiales ferromagnéticos. Sin embargo, el nuevo prototipo desarrollado por los autores del estudio permite transferir la orientación del giro desde un conductor ferromagnético a un material no magnético adyacente, eliminando la necesidad de una segunda capa ferromagnética. Este dispositivo, conocido como oscilador de torque de espín, puede simular la funcionalidad de una neurona, operando a velocidades superiores y en dimensiones reducidas.
El siguiente paso en esta investigación consiste en interconectar estos dispositivos para formar una red más amplia, lo que permitirá explorar su potencial en tareas neuromórficas, como el reconocimiento de imágenes. Este avance no solo representa un hito en el ámbito de la física, sino que también puede tener un impacto significativo en el desarrollo de tecnologías de almacenamiento y procesamiento de datos en el futuro.
