ESPINTRÓNICA

Nos centramos ​​en el transporte dependiente de espín y las interacciones espín-espín a la escala más pequeña imaginable, como lo son los átomos individuales, complejos metal-orgánicos, o nanoestructuras que constan de unos cientos de átomos. Nuestro objetivo es sentar las bases para el diseño y comprensión de elementos activos optimizados para su implementación en dispositivos que operan a nivel atómico, y conseguir su máxima eficiencia energética. Para ello, la técnica STM polarizado en espín (SP-STM) nos permite acceder a la densidad de espín de una superficie con resolución atómica. De esta manera, al realizar SP-STM en función de la temperatura, el campo magnético externo y la energía de túnel, podemos determinar en detalle el estado fundamental magnético de una muestra incógnita. Así, se hace posible entender el transporte electrónico a través de regiones diminutas con contraste de espín conocido. La siguiente figura ilustra este concepto con antiphase-boundaries estructurales atómicamente estrechos, que aparecen en el la monocapa GdAu2 (ferromagnético blando), y que inducen un claro acoplamiento antiferromagnético entre dominios estructurales adyacentes.

Columna izquierda) Imagen STM de resolución atómica en la monocapa de GdAu2 con diferentes contrastes, enfatizando en el panel inferior la estructura de los dos antiphase-boundaries visibles. Columna derecha) Serie de imágenes de STM polarizado en espín que muestran la evolución de la proyección en el plano del espín en función del campo magnético.

En los últimos años, hemos centrado también nuestra atención en el transporte de espín en nanoestructuras de grafeno. Las nanoestructuras de grafeno se preparan mediante síntesis en superficie a partir de precursores moleculares diseñados para que al reaccionar den lugar a los productos deseados. Nos hemos centrado en las propiedades magnéticas y de transporte de las nanocintas de grafeno con bordes terminados en zig-zag, que constituyen un ejemplo paradigmático de comportamiento interno semiconductor junto con estados metálicos 1D alojados por los carbonos en el borde de la cinta. Los estados metálicos de los bordes pueden desarrollar una alta polarización de espín.

Topografía y mapa dI/dV simultáneo mostrando la densidad local de estados (energía = -690 meV con respecto al nivel de Fermi) de una nanocinta de grafeno con un borde compuesto por bloques repetidos de 3 segmentos zig-zag y 1 segmento de arm-chair. El estado del borde 1D en los bordes de la cinta es claramente visible.