Magnetorresistencia gigante para niños
La magnetorresistencia gigante (MRG) es un efecto muy interesante que ocurre en materiales especiales. Imagina que tienes capas muy delgadas de diferentes metales, algunas son magnéticas (como el hierro) y otras no. Cuando aplicas un campo magnético externo, la resistencia eléctrica de estas capas cambia mucho.
Normalmente, sin un campo magnético, las capas magnéticas adyacentes pueden tener sus imanes internos apuntando en direcciones opuestas. Esto hace que la resistencia eléctrica sea alta. Pero cuando aplicas un campo magnético, todos los imanes internos se alinean en la misma dirección. ¡Y sorpresa! La resistencia eléctrica baja de repente. Esto se debe a cómo los pequeños imanes de los electrones se mueven a través de estas capas.
Contenido
¿Quién descubrió la magnetorresistencia gigante?
Este efecto fue descubierto por dos equipos de científicos en 1988, trabajando de forma independiente.
Los pioneros de la MRG
- Un equipo fue liderado por Peter Grünberg en el Centro de Investigación de Jülich. Ellos lo observaron en capas de hierro y cromo.
- El otro equipo fue liderado por Albert Fert de la Universidad de París-Sur. Ellos también lo vieron en capas de hierro y cromo y fueron los primeros en explicar cómo funcionaba.
La MRG llega a la tecnología
Un equipo de IBM, dirigido por Stuart Parkin, se dio cuenta rápidamente de lo útil que podría ser este efecto. Pensaron que podría usarse para crear sensores de campos magnéticos, ¡especialmente para las cabezas de lectura de los discos duros de los ordenadores! En 1989, lograron replicar el efecto.
Gracias a estos descubrimientos, en diciembre de 1997, IBM lanzó al mercado el primer producto comercial que usaba la magnetorresistencia gigante.
Reconocimiento mundial
Por su increíble descubrimiento, Peter Grünberg y Albert Fert recibieron el Premio Nobel de Física en el año 2007.
Tipos de magnetorresistencia gigante
Existen diferentes formas en las que se puede observar este efecto, dependiendo de cómo se construyan las capas de materiales.
MRG en multicapas
En este tipo, se usan al menos dos capas magnéticas separadas por una capa muy, muy delgada (como de 1 nanómetro) de un metal no magnético. Un ejemplo es el hierro, el cromo y otra vez hierro (Fe/Cr/Fe).
Cuando las capas magnéticas están muy cerca, sus imanes internos pueden preferir alinearse en direcciones opuestas. Esto hace que la resistencia eléctrica sea mayor. Pero al aplicar un campo magnético, se alinean y la resistencia baja. Esta diferencia puede ser bastante grande, incluso a temperatura ambiente.
MRG de válvula de espín
En este caso, dos capas magnéticas están separadas por una capa no magnética un poco más gruesa (unos 3 nanómetros). Aquí, las capas magnéticas no se "hablan" entre sí de la misma manera que en las multicapas.
Lo interesante es que se pueden cambiar las direcciones de los imanes internos de cada capa magnética de forma independiente. Así, se puede lograr que se alineen en la misma dirección o en direcciones opuestas. Cuando están en direcciones opuestas, la resistencia es mayor. Este sistema se llama "válvula de espín" porque permite controlar el "espín" (una propiedad de los electrones) de los electrones que pasan.
Este tipo de MRG es el más usado en los discos duros de los ordenadores.
MRG granular
Este tipo de MRG ocurre en materiales que tienen pequeños "gránulos" de un material magnético dentro de una matriz de un material no magnético. Por ejemplo, gránulos de cobalto dentro de cobre.
Se crea enfriando rápidamente una mezcla de estos metales. El tamaño de los gránulos depende de la velocidad de enfriamiento. Aunque es un efecto interesante, no produce cambios tan grandes en la resistencia como los otros tipos de MRG.
¿Para qué se usa la magnetorresistencia gigante?
La aplicación más importante de la MRG es en las cabezas de lectura de los discos duros. Gracias a este efecto, los discos duros pueden leer la información de forma mucho más rápida y precisa, lo que permite almacenar muchísimos datos en un espacio pequeño.
Otra aplicación es en las memorias magnéticas de acceso aleatorio (MRAM), que son un tipo de memoria que no pierde la información cuando se apaga el dispositivo. También se usa en muchos tipos de sensores.
Galería de imágenes
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Resultados fundadores de Fert et al.
Véase también
En inglés: Giant magnetoresistance Facts for Kids
