EL MAGNETISMO MOLECULAR

El magnetismo molecular se basa en el uso de moléculas para obtener nuevos materiales magnéticos con funciones no observables -ni siquiera imaginables- en imanes tradicionales. La fabricación “molécula a molécula” permite diseñar el material controlando sus propiedades. La línea más moderna de investigación, que desarrollamos en nuestro grupo de investigación “Chips moleculares (MolChip”, se centra en las moléculas-imán, que funcionan como imanes a nivel molecular y representan el último paso en el proceso de miniaturización de los materiales magnéticos. Gracias a las moléculas-imán se observaron por primera vez fenómenos fundamentales, como el efecto túnel del espín y la coherencia cuántica. De aquí surge la propuesta de utilizar moléculas-imán como qubits, es decir, unidades básicas de la revolucionaria computación cuántica. Las ventajas que encontramos al usar moléculas residen en largos tiempos de coherencia y en la posibilidad de escalabilidad. A pesar de la gran cantidad de estudios, la realización experimental sigue siendo todo un reto.

El camino hacia el ordenador cuántico a base molecular pasa necesariamente por depositar las moléculas-imán sobre una superficie. Una pregunta crucial, sin una clara respuesta hasta ahora, es si las moléculas conservan sus propiedades magnéticas después de la deposición. La dimensionalidad restringida hace imposible el estudio magnético por medio de técnicas convencionales. Por este motivo, nuestra comprensión está creciendo a un ritmo determinado por el desarrollo de los necesarios instrumentos experimentales, es decir sensores de alta sensibilidad que puedan ser empleados para abordar estudios de capas de moléculas-imán.

Capas moleculares presentan también un potencial de aplicación como refrigerantes magnéticos. El principio básico reside en el cambio de temperatura asociado al cambio del campo magnético aplicado. Nuestros estudios revelan que las moléculas-imán son más eficaces que cualquier otro refrigerante magnéticoen el rango de temperatura del helio líquido (alrededor de 268 °C). El futuro está en aprovechar la versatilidad química de las moléculas refrigerantes haciendo uso de dispositivos térmicos de tamaño reducido. Esta tecnología permitirá el desarrollo de detectores de alta sensibilidad que podrán ser aplicados, por ejemplo, en astronomía y en instrumentación de seguridad.

Autor: Marco Evangelisti. Científico Titular del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón. Grupo de investigación: “Chips moleculares (MolChip)”.