Demuestran que es posible controlar el ruido fundamental que afecta a la transmisión de información

El grupo Magnetrans de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) ha demostrado que es posible controlar -mediante un campo magnético externo- el ruido fundamental que afecta a la transmisión de información en dispositivos espintrónicos.
Según la universidad madrileña, la espintrónica es una tecnología emergente que puede tener un impacto radical en los microprocesadores del futuro, ya que permite una mayor flexibilidad en el procesamiento y la transmisión de información.
En la base de esta nueva rama de la electrónica se encuentra la posibilidad de controlar no sólo los electrones, sino también su espín, que es una propiedad física sensible al magnetismo.
Según la Autónoma, los resultados del estudio, que se publican en la revista 'Physical Review Letters', representan un importante avance, pues hasta ahora sólo era posible controlar el ruido (variación no deseada en una señal) mediante la modificación de los propios dispositivos.
Concretamente, el estudio ha logrado por primera vez controlar de forma externa el ruido intrínseco en un tipo de dispositivos que permiten el paso de la corriente eléctrica gracias al fenómeno conocido como 'efecto túnel'.
El flujo de fotones (cuantos de luz) o de electrones (cuantos de carga) es la base fundamental de los sistemas de computación y telecomunicaciones. Desde hace casi cien años se sabe que este flujo tiene un ruido intrínseco, llamado ruido de disparo.
Este ruido se produce debido a que, en cada instante de tiempo, el número de electrones o fotones que atraviesa una estructura no es exactamente el mismo. Es decir, el tiempo entre el paso de una partícula y la siguiente es completamente aleatorio, dando lugar a fluctuaciones en la señal.
El estudio de la UAM ha utilizado estructuras conocidas como 'uniones túnel magnéticas con doble barrera'. Las uniones túnel, que se utilizan como sensores magnéticos en los discos duros, se componen de terminales ferromagnéticos (que pueden imantarse) separados por una capa de material aislante de grosor nanométrico. Estas estructuras permiten el paso de la corriente eléctrica gracias al fenómeno 'efecto túnel', o de 'túnel cuántico', que se produce cuando un electrón u otra partícula atraviesa un obstáculo que -según la física clásica- es infranqueable.
"Las uniones túnel dobles utilizadas en la investigación se componen de tres electrodos ferromagnéticos separados unos de otros por barreras aislantes. Son como dos resistencias sensibles a campos magnéticos conectadas en serie. Las estructuras muestran cuatro estados de resistencia definidos por los grosores tanto de los electrodos como de las barreras, de tal manera que es posible controlar el ruido en cada uno de los estados", explica Farkhad Aliev, profesor de la UAM y firmante del artículo.
Para estudiar el comportamiento del ruido de disparo en función de un campo magnético aplicado, los investigadores se valieron del factor de Fano (F). Este coeficiente compara el ruido de disparo asociado a un voltaje determinado con el valor que se obtendría si ese voltaje se aplicara a una unión túnel convencional.
El experimento se llevó a cabo en un equipo criogénico, a una temperatura de 0.3 grados por encima del cero absoluto (aproximadamente -272ºC), eliminando así la contribución térmica del ruido.