La llum del sincrotró Alba de Cerdanyola ha permès a investigadors de les universitats d'Oviedo i de Porto (Portugal) i del Centre Nacional de Microelectrònica (CNM-CSIC) visualitzar i analitzar les propietats i defectes magnètics de materials a escala nanomètrica.
A les dues darreres dècades, els avenços científics en nanomagnetisme han permès la creació de dispositius d’emmagatzematge de dades cada cop més petits amb major capacitat i millor funcionament. La unitat d’emmagatzematge, el bit s’ha miniaturitzat fins arribar a mides de només desenes de nanòmetres (és a dir, algunes centmil·lèsimes de mil·límetre).
Aquests dispositius estan formats per apilaments de capes molt fines de materials magnètics amb diferents propietats. Les capes ultrafines exerceixen entre sí influències mútues que determinen el seu comportament. Però encara queda pendent resoldre com interaccionen aquestes capes, com millorar la seva fabricació i quina és la seva caracterització magnètica.
Un grup d’investigadors del Sincrotró ALBA, de la Universitat d’Oviedo, de la Universitat de Porto i del Centre Nacional de Microelectrònica (CNM-CSIC) ha dut a terme una recerca que ofereix nova informació sobre els dominis magnètics a les capes magnètiques ultrafines. Els dominis magnètics són zones de mides molt reduïdes en les que la imantació té valors diferents. Si ens imaginem un tauler d’escacs, les caselles blanques estarien imantades amb el pol nord cap a dalt i les negres amb el pol nord cap a baix. Cadascuna d’aquestes caselles seria un domini magnètic.
Els investigadors, utilitzant el microscopi de raigs X del Sincrotró ALBA, han pogut mesurar amb precisió els angles de les imantacions dels dominis i determinar com canvien quan estan enterrats, és a dir, quan estan coberts per una altra capa de material. “Això és important perquè afecta la densitat d’emmagatzematge magnètic i al comportament dels dispositius”, segons Salvador Ferrer, científic adjunt a la direcció de ALBA i un dels autors de l’estudi.
Un microscopi de raigs X que permet veure dominis magnètics
Durant la recerca, els científics han utilitzat la línia de llum MISTRAL del Sincrotró ALBA, equipada amb un microscopi de raigs X de transmissió. Aquest microscopi funciona amb llum de sincrotró d’una longitud d’ona específicament seleccionada, el que permet visualitzar els dominis magnètics enterrats. Mitjançant aquest dispositiu, els raigs X poden incidir sobre les capes magnètiques a diversos angles i això permet deduir com està orientada la imantació dels dominis magnètics. Seguint amb la comparació amb el tauler d’escacs, significaria que podríem veure si els pols nord i sud estan en direcció perpendicular o inclinada respecte el tauler.
Els investigadors també han estat capaços d’identificar irregularitats a les estructures magnètiques, com si al nostre tauler, hi haguessin algunes caselles del mateix color una al costat de l’altra. Conèixer aquests defectes permet comprendre el “comportament magnètic de les capes magnètiques, el que contribueix al seu millor control i utilització”, apunta Ferrer.
Foto: Imatge de la línia de llum MISTRAL, on s'han dut a terme els experiments.
