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1 de Diciembre de 2007
Electrónica

La edad de diamante de la espintrónica

Dispositivos electrónicos cuánticos que controlan los espines de los electrones podrían facilitar la creación de computadores cuánticos a temperatura ambiente. Estarían hechos de diamante.

KENN BROWN

En síntesis

Los electrones tienen a la vez carga y espín, pero sólo los dispositivos de la espintrónica explotan las dos características simultáneamente para alcanzar innovadoras capacidades.

La espintrónica nos aporta hoy día cabezas lectoras de discos duros y chips de memoria permanente. Mañana podría tal vez propiciar computadores de puesta en marcha instantánea con chips reconfi gurables.

El diamante sintético semiconductor puede ser el nuevo silicio para una futura era de la espintrónica cuántica, técnica que, al manipular espines individuales, posibilita los computadores cuánticos y otros dispositivos de información cuántica.

Al diamante le gusta distinguirse; por su dureza y su conductividad térmica, las mayores entre los materiales sólidos; por su transparencia a la luz ultravioleta. Y ahora va camino de distinguirse también en la electrónica del estado sólido, gracias a nuevas técnicas que forman diamantes sintéticos de gran pureza y de un solo cristal, en los que insertan impurezas adecuadas (dopaje). El diamante puro es un aislante eléctrico, aunque dopado puede convertirse en un semiconductor de características excepcionales. Vale entonces para detectar luz ultravioleta, para construir diodos emisores de luz ultravioleta y óptica, para la electrónica de microondas de alta potencia. Pero la aplicación más apasionante es la espintrónica cuántica, que quizá haga factibles un computador cuántico práctico, capaz de cálculos imposibles para los computadores ordinarios, y unas comunicaciones ultraseguras.

La espintrónica es una forma avanzada de electrónica que controla no sólo la carga eléctrica de los electrones (como en la electrónica ordinaria), sino también su espín, la propiedad por la que se comportan como minúsculas barras magnéticas. Es probable que su ordenador contenga ya la primera y más rudimentaria aplicación comercial de la espintrónica: desde 1998, las cabezas lectoras de los discos duros se sirven de un fenómeno espintrónico, la magnetorresistencia gigante, para detectar los dominios magnéticos microscópicos que en el disco duro representan los 1 y los 0 de los datos que contiene. [Albert Fert y Peter Grünberg han recibido el premio Nobel de física de 2007 por haber descubierto ese fenómeno.]

Otro dispositivo espintrónico, que se incorporará a los ordenadores de los próximos años, son las memorias magnetorresistivas de acceso aleatorio (MRAM). Como en un disco duro, las MRAM almacenan la información en forma de magnetización; el almacenado, pues, es permanente: los datos no se pierden cuando se desconecta la fuente de energía del dispositivo. La lectura se hace eléctricamente, como en cualquier otra memoria basada en una carga [véase "Espintrónica", por David D. Awschalom, Michael E. Flatté y Nitin Samarth; Investigación y Ciencia, agosto de 2002]. Freescale Semiconductor, una fi lial de Motorola, puso a la venta la primera MRAM en el año 2006.

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