La física de materiales acaba de ganar una herramienta nueva para su caja de herramientas. Un equipo internacional ha logrado obtener imágenes detalladas y controlar el altermagnetismo (una forma de orden magnético distinta a los imanes clásicos) dentro de dispositivos microscópicos fabricados en telururo de manganeso (MnTe). El avance (publicado en Nature el 11 de diciembre de 2024) convierte una idea reciente en algo medible, ajustable y, sobre todo, diseñable.
Altermagnetismo (tercer tipo de magnetismo) qué se ha confirmado
Durante mucho tiempo, el relato escolar se apoyó en dos grandes familias. La del ferromagnetismo (con magnetización neta y campo externo apreciable) y la del antiferromagnetismo (con espines opuestos que se compensan y dejan una señal macroscópica casi nula). El altermagnetismo rompe esa dicotomía al combinar un rasgo clave de los ferromagnetos (la ruptura de simetría temporal que habilita efectos útiles en transporte y lectura de información) con la gran ventaja práctica de muchos antiferromagnetos (magnetización neta muy pequeña o nula).
MnTe y microscopía PEEM (la primera “fotografía” completa de dominios altermagnéticos)
Lo más noticioso no es solo la etiqueta “tercer magnetismo”, sino el salto experimental. El trabajo en Nature demuestra imagen y cartografiado a escala nanométrica de estados altermagnéticos en MnTe, desde vórtices y paredes de dominio del orden de 100 nanómetros hasta dominios únicos de escala micrométrica. Para lograrlo, el equipo combinó técnicas de contraste con rayos X (dicroísmo magnético) y microscopía de fotoemisión electrónica (PEEM) para reconstruir el vector local de orden altermagnético.
En la propia caracterización aparecen cifras que aterrizan el hallazgo. Por ejemplo, el artículo reporta paredes de dominio con un ancho calculado de 134 ± 5 nm en sus estructuras.
Control del altermagnetismo (patronado y enfriamiento en campo) para orientar la señal
Ver es importante, pero controlar es lo que abre puertas tecnológicas. En el experimento, los investigadores impusieron configuraciones de espín mediante microestructuración del material y ciclos térmicos con campos magnéticos (una receta que permite “seleccionar” direcciones de orden). El artículo describe cómo llegan a formar dominios únicos en geometrías diseñadas (por ejemplo, estructuras tipo hexágono a escala micrométrica) y cómo invertir el campo durante el enfriamiento revierte la orientación del orden.
Spintrónica y memoria digital (más velocidad y menos interferencias)
La promesa se entiende mejor cuando se mira el problema industrial. La memoria magnética basada en ferromagnetos sufre por su propio éxito (los campos parásitos y la magnetización neta generan interferencias y limitan cuánto se puede miniaturizar sin “contaminar” bits vecinos). En altermagnetos, al no existir magnetización neta, el material es más inmune a perturbaciones externas y puede empaquetarse con más densidad, mientras que la dinámica de los espines puede operar a frecuencias mayores que las de tecnologías ferromagnéticas convencionales.
La Universidad de Nottingham (uno de los centros líderes del trabajo) ha llegado a resumir el potencial en un titular claro. Velocidades de operación de hasta mil veces en ciertos componentes de memoria y microelectrónica, además de mejoras de robustez y eficiencia energética, al menos como horizonte tecnológico si el ecosistema de materiales acompaña.
Qué falta para salir del laboratorio (materiales candidatos y escalado)
La historia aún está en fase de materiales y física fundamental. Quedan retos de fabricación (integración con procesos industriales, estabilidad, repetibilidad y control en obleas completas) y de selección de compuestos. La parte positiva es que no se trata de una rareza aislada. La Academia Checa de Ciencias ha señalado que se han identificado más de 200 candidatos altermagnéticos en familias que van desde aislantes y semiconductores hasta metales y superconductores, lo que amplía el espacio de búsqueda hacia materiales compatibles con dispositivos reales.
El estudio ha sido publicado en Nature.
