El efecto Seebeck es el paradigma de la termoelectricidad y permite
el desarrollo de termopares (sensores de temperatura). En 1821 Seebeck
construyó un cable conductor de electricidad uniendo entre sí dos cables
de diferentes materiales y observó que al calentar uno de sus extremos
aparecía una corriente eléctrica y un campo magnético inducido. A la
inversa, una diferencia de temperatura entre los extremos de un imán
(material ferromagnético) provoca la aparición de una diferencia de
potencial y una corriente eléctrica, incluso en imanes fabricados con
materiales semiconductores y aislantes. Se publica en Nature la primera
observación del efecto Seebeck en un material que no es magnético
(antimoniuro de indio, InSb), aunque a baja temperatura (por debajo de
40 Kelvin). Los autores del artículo afirman que la corriente eléctrica
se produce gracias a la inversión del espín de los electrones en el
material, por lo que han bautizado al fenómeno como efecto Seebeck de
espín. En materiales magnéticos el sentido de la corriente eléctrica
viene determinado por la dirección de la magnetización, pero en el nuevo
efecto solo depende de la dirección del gradiente de temperatura. Nos
lo han contado Tero T. Heikkilä, Yaroslav Tserkovnyak, “Solid-state
physics: Thermal spin power without magnets,”
Nature 487: 180–181, 12 July 2012,
que se hacen eco del artículo técnico de C. M. Jaworski, R. C. Myers,
E. Johnston-Halperin, J. P. Heremans, “Giant spin Seebeck effect in a
non-magnetic material,”
Nature 487: 210–213, 12 July 2012.
El efecto Seebeck de espín en materiales ferromagnéticos se asocia a
la interacción entre los fonones (vibraciones de la red cristalina) y
los magnones (excitaciones de los momentos magnéticos de espín); los
fonones impulsan a los magnones a cambiar su estado de equilibrio
generando una corriente de espín que polariza los electrones del
material, efecto que puede ser detectado como una corriente eléctrica
gracias al efecto Hall de espín inverso.
Este nuevo descubrimiento que combina espintrónica y
termoelectrónica, en lo que se suele llamar termoespintrónica, se cree
que tendrá aplicaciones en la industria de los ordenadores para
desarrollar sistemas que aprovechen el calor disipado para almacenar
información o realizar ciertas labores de cómputo. Por supuesto, estas
aplicaciones a largo plazo aún estas lejos, siendo el mayor
inconveniente que todavía no se entienden bien los detalles íntimos del
efecto Seebeck de espín.
No hay comentarios:
Publicar un comentario