Magnetismo

El Grupo tiene mucha actividad en el área del Nanomagnetismo. Las principales líneas son

MOKE

Además de las técnicas de crecimiento de nanohilos y láminas delgadas de materiales magnéticos por MBE de metales y electrodeposición, el Grupo dispone de n magnetómetro MOKE (Magneto-Optical Kerr Effect) para la medida de propiedades magnéticas macroscópicas y acceso a VSM y SQUID en los casi de la UCM y grupos colaboradores. El MOKE del GCSN es un instrumento casero, que permite medir las propiedades magnéticas de láminas ultradelgadas (se espera alcanzar en breve resolución de una monocapa). FOTO

Materiales con spin-Hall gigante

En la búsqueda de materiales que presentan una eficiente conversión carga-espín por medio del efecto Spin-Hall (SHE), estudiamos láminas delgadas y nanohilos de aleaciones diluidas de elementos con gran acoplo espín-órbita en matrices metálicas. En particular, las aleaciones de Cu(Bi), con hasta un 10% de Bi diluido en la matriz de Cu, son monocristalinos (incluso en forma de nanohilos, crecidos en condiciones adecuadas), no presentan aglomeración ni segregación de Bi y exhiben un SHE gigante, los que convierte a estos materiales en candidatos para generar corrientes polarizadas en espín para un switching eficiente de la imanación en memorias y dispositivos magnéticos.

Ingeniería de paredes magnéticas

Otra línea de investigación del grupo es la ingeniería de paredes magnéticas. Las paredes magnéticas, además de ser de tipo Bloch o de tipo Néel, pueden ser “a derechas” o “a izquierdas”. Conseguir un sistema homoquiral, en el que las paredes sean todas “a derechas” o “a izquierdas”, es importante para garantizar que todas las paredes se mueven en la misma dirección bajo la acción de una corriente eléctrica polarizada en espín. Para ello se manipula la interacción de Dzyaloshinskii–Moriya (DMI), una interacción interfacial asimétrica que, a diferencia del canje, favorece los alineamientos no colineales de espines. La elección del sustrato, la composición química, el número y espesor de las capas, permite controlar la DMI en multicapas magnéticas y sintonizar el carácter (Bloch-Néel) y la quiralidad (derecha-izquierda) de las paredes magnéticas. 

En esta línea, el GCSN ha tenido éxito asimismo en la estabilización de skyrmiones magnéticos a temperatura ambiente sin la intervención de un campo magnético externo aplicado, y en la modificación de la DMI mediante la adsorción controlada de moléculas en la superficie de multicapas magnéticas.

Ferrimagnéticos y magnetismo en Materiales 2D

En el marco de un proyecto de investigación del Plan Nacional (o como se llame ahora) concedido recientemente (¿referencia proyecto?) hemos abierto dos nuevas líneas de investigación, que están en sus comienzos.

Por un lado, en línea con los estudios de switching (conmutación) eficiente de la imanación, tradicionalmente en materiales ferromagnéticos, se está estudiando la utilización de materiales ferrimagnéticos. En condiciones próximas al punto de compensación la velocidad de propagación de las paredes magnéticas es notablemente mayor que en materiales ferromagnéticos. Estamos creciendo por sputtering ferrimagnéticos (GdFe, GdCo, TbCo), así como ferrimagnéticos sintéticos (bicapas de materiales ferromagnéticos con distinta imanación de saturación, acoplados antiferromagnéticamente). De todos estos materiales se realiza una profunda y completa caracterización estructural (SEM-EDX, XRD, HR-TEM) y magnética (MOKE, VSM, SQUID, Mössbauer) y se estudia la dinámica de paredes inducida por corrientes polarizadas en espín.

Además, estudiamos las propiedades magnéticas de materiales 2D (Fe₄GeTe₂ y compuestos relacionados) mediante magnetometría MOKE y la modificación de las texturas de espín bajo diferentes estímulos externos y dopado con SPLEEM. Asimismo estudiamos la posible inducción de anisotropías magnéticas en láminas delgadas de materiales ferromagnéticas crecidas sobre materiales 2D con gran acoplo espín-órbita (WTe₂) y otros dicalcogenuros de metales de transición modificados por bombardeo iónico o dopado.