Un nuevo método permite a los investigadores analizar nanoestructuras magnéticas con alta resolución. Fue desarrollado por investigadores de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) y del Instituto Max Planck de Física de Microestructuras en Halle. El nuevo método alcanza una resolución de unos 70 nanómetros, mientras que los microscopios ópticos típicos tienen una resolución de sólo 500 nanómetros. Este resultado es importante para el desarrollo de nuevas tecnologías de almacenamiento energéticamente eficientes basadas en la electrónica de espín. El equipo informa sobre su investigación en la edición actual de la revista. ACS Nano.
Los microscopios ópticos comunes están limitados por la longitud de onda de la luz y no pueden resolver detalles por debajo de unos 500 nanómetros. El nuevo método supera esta limitación mediante el uso del efecto Nernst anómalo (ANE) y una punta metálica a nanoescala. ANE induce un voltaje eléctrico a través del metal magnetizado que es perpendicular al gradiente de magnetización y temperatura. “Un rayo láser se enfoca en la punta de un microscopio de fuerza y provoca así un gradiente de temperatura en la superficie de la muestra limitado a la nanoescala”, explica el profesor Georg Woltersdorff del Instituto de Física de la MLU. “La punta de metal actúa como una antena y enfoca el campo electromagnético en una pequeña área debajo de su punta”. Esto permite mediciones de ANE con una resolución mucho mejor que la que permite la microscopía óptica convencional. Las imágenes microscópicas publicadas por el equipo de investigación alcanzan una resolución de unos 70 nanómetros.
Estudios anteriores sólo habían investigado la polarización magnética en el plano de la muestra. Sin embargo, el gradiente de temperatura en el plano también es importante y permite investigar la polarización fuera del plano mediante mediciones ANE, según el equipo de investigación. Para cerrar esta brecha y demostrar la confiabilidad del método ANE para visualizar estructuras magnéticas a escala nanométrica, los investigadores utilizaron estructuras de vórtices magnéticos.
Una ventaja particular de la nueva técnica es que también funciona con materiales antiferromagnéticos quirales. “Nuestros resultados son importantes para la obtención de imágenes termoeléctricas de componentes espintrónicos”, afirma Woltersdorf. “Nuestro método tiene dos ventajas: por un lado, hemos mejorado considerablemente la resolución espacial de las estructuras magnéticas, lo que es posible con métodos ópticos”. . En segundo lugar, también se puede aplicar a sistemas antiferromagnéticos quirales, lo que beneficiará directamente a nuestro plan. Grupo de excelencia ‘Centro de Electrónica Quiral’, afirma Woltersdorf. Junto con la Freie Universität Berlin, la Universidad de Ratisbona y el Instituto Max Planck de Física de Microestructuras de Halle, la MLU solicita financiación en el marco de la Estrategia de Excelencia. El objetivo de la investigación es sentar las bases de nuevos conceptos para la electrónica del futuro.
Este trabajo fue financiado por la Fundación Alemana de Investigación (DFG) como parte del Centro de Investigación Colaborativa / Transregio (CRC TRR) 227, Proyecto-1D 328545488.
