UNA NUEVA CINTA FLEXIBLE QUE PERMITE ALMACENAR INFORMACIÓN DE FORMA MÁS SEGURA

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La cinta flexible está hecha de un material antiferromagnético y ofrece una alternativa más robusta para codificar la información. El diseño podría integrarse en dispositivos flexibles o portátiles, como las tarjetas de crédito o identificación.

A la izquierda, muestra del nuevo material flexible antiferromagnético (ICMAB-CSIC). A la derecha, imágen SEM de la sección de las cintas flexibles (Ignasi Serra, ICMAB-CSIC).

Cerdanyola del Vallès, 30 de marzo de 2020. Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), en colaboración con el Sincrotrón ALBA, han diseñado una nuevas cintas flexibles y cristalinas hechas con materiales antiferromagnéticos. Esta innovación, que se ha publicado en la revista Applied Materials & Interfaces, permite la grabación de información magnética de manera más segura y robusta, y podría integrarse en dispositivos flexibles o portátiles, como las tarjetas de crédito o de identificación.

Los materiales antiferromagnéticos son una alternativa más robusta para almacenar información que los ferromagnéticos (los más usados en la actualidad para codificar los bits de información digital, por ejemplo, en las tarjetas magnéticas).

“Los ferromagnetos se conocen desde hace miles de años y su comportamiento ha sido extensamente estudiado. Los materiales antiferromagnéticos, en los cuales los momentos magnéticos de los átomos se alinean espontáneamente en forma antiparalela a los momentos de los átomos vecinos, pueden utilizarse para almacenar información siguiendo determinados protocolos, proporcionando una mayor seguridad que los ferromagnetos”, explica Ignasi Fina, investigador del ICMAB-CSIC y primer autor del artículo.

La aleación hierro-rodio (FeRh) es uno de los materiales antiferromagnéticos que puede mostrar estas características. Además, es su ordenamiento antiferromagnético es especialmente fácil de manipular gracias a que presenta una transición de antiferromagneto a ferromagneto a una temperatura cercana a temperatura ambiente. Hasta ahora el FeRh no se había integrado en los dispositivos flexibles convencionales (crecidos sobre sustratos poliméricos), porque necesita mostrar una buena cristalinidad (átomos dispuestos en un cierto orden) que permite estabilizar el ordenamiento antiferromagnético. La aleación FeRh normalmente se prepara en sustratos monocristalinos lo que los hace rígidos y potencialmente frágiles.

Un material flexible de estructura cristalina

"Es especialmente difícil obtener un material flexible con una estructura cristalina. Dado que las propiedades de los materiales dependen totalmente de su estructura, es muy importante obtener el material con una buena cristalinidad, que es lo que da al FeRh sus propiedades únicas para guardar información", añade Fina.

El estudio demuestra la robustez de las propiedades magnéticas del material cuando éste se dobla, así como el almacenamiento de la información en las cintas, que podrían fabricarse de varios metros de largo, lo que demuestra que su escalabilidad es asequible y factible.

“Estas cintas antiferromagnéticas flexibles tienen múltiples aplicaciones en la grabación de información magnética de manera segura y robusta, y podrían integrarse en dispositivos reales flexibles o portátiles, como tarjetas de crédito o de identificación, donde la seguridad y la robustez contra la radiación electromagnética, por ejemplo, la procedente de los teléfonos móviles, es extremadamente importante. Probablemente surja otro posible nicho de aplicaciones cuando se disponga de los prototipos adecuados”, concluye el investigador del CSIC.

Algunos de los experimentos se llevaron a cabo en la línea de luz CIRCE del Sincrotrón ALBA. Concretamente, se estudió la distribución de los dominios magnéticos a altas temperaturas (150ºC) con la técnica de Dicroísmo Magnético Circular con Rayos-X en combinación con Microscopía Electrónica de Fotoemisión (XMCD-PEEM).

El equipo de investigadores seguirá trabajando en esta idea en el marco de un proyecto AGAUR/FEDER/GenCat concedido en la convocatoria LLAVOR 2019.

 

Referencia: Ignasi Fina, Nico Dix, Enric Menéndez, Anna Crespi, Michael Foerster, Lucia Aballe, Florencio Sánchez, Josep Fontcuberta. Flexible Antiferromagnetic FeRh Tapes as Memory Elements.  ACS Appl. Mater. DOI: 10.1021/acsami.0c00704

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