Los científicos trabajan con los llamados materiales de van der Waals, una gama que abre la puerta a una revolución tecnológica que culminará con el diseño de compuestos sintéticos con características inimaginables | Los investigadores predicen la aparición de comportamiento multiferróico en bicapas atómicas de niquelato de yodo, lo que podría revolucionar la nanotecnología al mejorar la multifuncionalidad de los dispositivos a escala nanométrica | El estudio, en el que participan profesores del Departamento de Física de la institución asturiana, se ha realizado en colaboración con las universidades de Harvard, Lieja y M.I.T y ha sido publicado en la revista ‘Physical Review Letters’, de máximo impacto en su área del conocimiento
Investigadores de la Universidad de Oviedo avanzan en el desarrollo de nuevos materiales sintéticos con propiedades hasta ahora desconocidas. Científicos del Departamento de Física de la institución académica asturiana trabajan con los llamados materiales de van der Waals, una amplia gama de compuestos, similares al grafeno, que están abriendo la puerta a una revolución científico-tecnológica que culminará con el diseño de materiales sintéticos, totalmente nuevos, con características que, de momento, no se pueden ni imaginar. Los más recientes hallazgos de los investigadores de la universidad asturiana acaban de ser publicados en la revista Physical Review Letters, de máximo impacto en su área del conocimiento.
Jaime Ferrer, catedrático del Departamento de Física de la Universidad de Oviedo, explica que una de las grandes ventajas del grafeno reside en que es un material que se puede exfoliar para conseguir monocapas, bicapas o multicapas de espesor atómico. Esta propiedad explica que su naturaleza ultradelgada facilite la integración en arquitecturas electrónicas flexibles y la posible fabricación de heteroestructuras que combinen diferentes propiedades físicas. Ferrer añade que, junto al grafeno, se ha ido descubriendo con los años una amplia gama de materiales similares, llamados de van der Waals, cada uno de ellos con propiedades diferentes.
En este contexto, el NiI2, o niquelato de yodo, es un material de van der Waals magnético, que retiene ese carácter magnético incluso al reducirlo a una sola monocapa. Los investigadores de la Universidad de Oviedo han demostrado que, si se invierte la orientación relativa de una bicapa de este material girando una de las capas 180º, el material se vuelve ferroeléctrico.
¿Qué importancia tiene este hallazgo?
“Lo más importante de nuestro estudio es que hemos demostrado que ferroelectricidad y ferromagnetismo están íntimamente acoplados en las bicapas de niquelato de yodo, de forma que se puede controlar el comportamiento magnético aplicando un campo eléctrico, y viceversa. Se trata por tanto de uno de los primeros materiales de van der Waals multiferróico”, comenta este investigador. Esto abre la posibilidad de desarrollar dispositivos más pequeños, eficientes y funcionales, como memorias no volátiles, sensores magnéticos sensibles y actuadores piezoeléctricos. Las propiedades ferroeléctricas y magnéticas de este material dependen del sliding, que no es más que un deslizamiento controlado entre capas. En este trabajo, se demuestra que el acoplamiento magnético entre capas es controlado por un campo eléctrico, mientras que la magnitud de la polarización del material es modulada por un campo magnético.
La investigación, que se ha realizado en colaboración con colegas de las universidades de Harvard, Lieja y M.I.T., ha sido publicada en la revista Physical Review Letters, y ha sido seleccionada por el editor de la revista como Editor’s suggestion.
Referencia
Stacking-engineered ferroelectricty and multiferroic order in van der Waals magnets. Daniel Bennett, Gabriel Martínez-Carracedo, Xu He, Jaime Ferrer, Philippe Ghosez, Riccardo Comin and Efthimios Kaxiras. Physical Review Letters 133 (24), 246703, Editor’s suggestion (https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.246703).