La computación cuántica promete una mayor capacidad de almacenamiento y velocidades de procesamiento más elevadas, pero su desarrollo se ha visto coartado por la ausencia de algunos materiales importantes, en particular un semiconductor que sea magnético a temperatura ambiente. Ahora, científicos del Pacific Northwest National Laboratory han creado un material semiconductor que promete resolver el problema.


Los investigadores del PNNL han usado una técnica de síntesis especial para crear un material semiconductor muy delgado, hecho de titanio, oxígeno y cobalto. A diferencia de otros intentos anteriores, sus propiedades magnéticas son muy satisfactorias, con una mejora de casi un factor de cinco.

La técnica de obtención es compleja (ver imagen), pero es más controlable a nivel atómico, con lo que produce mejores resultados. El próximo paso es afinar el proceso de crecimiento.

El trabajo en el PNNL descansa sobre experimentos previos realizados por científicos japoneses, que crearon el mismo material utilizando ablación láser, un método de síntesis efectivo pero menos controlable.

La actual generación de ordenadores usa la carga de un electrón para almacenar y procesar información, pero este procedimiento limita la velocidad y la densidad de almacenamiento que pueden lograrse. El almacenamiento magnético, como el que se encuentra en un disco duro, utiliza las propiedades magnéticas creadas por el espín (giro) de un electrón. Sin embargo, si el espín de un electrón puede ser tratado dentro de un semiconductor, existe la posibilidad de que se creen nuevas formas de computar y procesar una señal, aumentando grandemente la velocidad y las densidades de almacenamiento. La explotación del espín de un electrón para llevar información, en vez de su carga, se llama a menudo espintrónica.

La espintrónica proporcionará las propiedades básicas requeridas por tecnologías avanzadas, como la integración en chips de funciones de procesamiento electrónico, almacenamiento magnético y computación cuántica, que depende de ritmos coherentes de espín para transmitir y almacenar información. Un material será magnético de forma permanente si la mayoría de sus electrones giran sobre sí mismos en la misma dirección.

Para que la espintrónica sea práctica, se necesitarán semiconductores que mantengan sus propiedades magnéticas a temperatura ambiente, lo cual es difícil puesto que la mayoría de semiconductores pierden sus propiedades magnéticas si no se refrigeran.

El nuevo material desarrollado en el PNNL tiene las propiedades precisas sin necesidad de refrigeración. Una vez obtenido, los científicos de IBM han colaborado en caracterizar sus propiedades magnéticas. El próximo paso será investigar sobre la temperatura ideal de crecimiento, el ritmo de crecimiento, la composición y elección del sustrato, etc.

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