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(Noticias de Nanowerk) El papel de los electrones y su carga negativa en la corriente eléctrica está bien establecido. Los electrones también exhiben otras propiedades intrínsecas que están asociadas, por ejemplo, con un potencial appreciable para mejorar los dispositivos de almacenamiento de datos: el giro del electrón o el momento magnético.
Hasta la fecha, sin embargo, la selección de giros específicos ha sido un desafío. Ha sido difícil destacar solo esos electrones con una dirección ascendente de giro, por ejemplo. Una forma de hacer esto sería pasar una corriente a través de un ferromagnet, como el hierro. Esto daría como resultado la generación de una corriente en la que la polarización de giro se alinea con la dirección del campo magnético.
La opción alternativa de inducir una corriente en las moléculas quirales, es decir, moléculas que no tienen imágenes de espejo superponibles, como las estructuras de hélice, se ha discutido en la última década. El resultado es la polarización de giro de aproximadamente 60 a 70 por ciento, un nivel comparable al logrado en materiales ferromagnéticos. Sin embargo, este enfoque sigue siendo un tema de debate e investigación en curso.
Un sistema de una película delgada de moléculas de oro y quirales
Los investigadores de la Universidad de Johannes Gutenberg Mainz (JGU) han podido confirmar recientemente la existencia de este llamado efecto de selectividad de giro inducida por quiral (CISS). El Y publicó sus resultados en Avances científicos («Conversión unidireccional de giro a carga inducida por quiral»).
«Nuestro grupo investigó la influencia de las moléculas quirales utilizando métodos espintrónicos», enfatizó la profesora Angela Wittmann del Instituto JGU de Física. «No pasamos la corriente de carga directamente a través de las moléculas quirales en sí. La presencia de las moléculas quirales altera el estado del oro «.
Los investigadores estaban interesados en cómo la corriente de giro se convirtió a una corriente de cargo. En una película que consiste en oro puro, alrededor del tres por ciento de la corriente de giro se convierte en carga, independientemente de si el giro de los electrones está orientado hacia arriba o hacia abajo. Sin embargo, en el sistema hibridado de una capa de oro con moléculas quirales, el resultado es bastante diferente. Si las moléculas en la superficie del oro son diestros, las corrientes con giro de electrones se convierten de manera mucho más eficiente a cargar que las que tienen giro.
El resultado es exactamente lo contrario si las moléculas en la superficie del oro son zurdos. La medida en que una corriente de giro se convierte en una corriente de carga, por lo tanto, depende de la quiralidad de las moléculas en la superficie de oro.
«Además, el efecto es vectorial», explicó Wittmann. Si la estructura de la hélice de una molécula quiral se dirige hacia arriba, este efecto ocurre solo si el giro está más o menos en la misma dirección o se contrarresta por completo «. Por otro lado, si la dirección del giro no está alineada con la dirección en el que se organiza la estructura de la hélice, el efecto no ocurre.
«Nuestros resultados son una contribución importante a la aceptación del efecto de selectividad de giro y, por lo tanto, la influencia de las moléculas quirales en los giros», concluyó Wittmann.
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