Investigadores de RIKEN han desarrollado una técnica innovadora que permite esculpir nanodispositivos tridimensionales a partir de cristales únicos, demostrando cómo la torsión de estas estructuras magnéticas puede controlar el flujo eléctrico como diodos conmutables, abriendo nuevas vías para la electrónica.
Esta capacidad de manipular la geometría a escala nanométrica promete revolucionar el diseño de componentes electrónicos, superando las limitaciones de los dispositivos planos actuales. La investigación, publicada en Nature Nanotechnology, destaca el potencial de la forma física para influir directamente en el comportamiento de la corriente.
El avance, reportado por ScienceDaily el 25 de enero de 2026, introduce un método que utiliza un haz de iones enfocado para crear formas complejas. Esto sugiere que la geometría se convierte en una herramienta fundamental para el diseño electrónico, permitiendo la creación de componentes más pequeños y eficientes.
La precisión del nanosculpido con haz de iones
El equipo del Centro RIKEN para la Ciencia de la Materia Emergente ha perfeccionado una técnica de haz de iones enfocado que permite la eliminación precisa de material a escalas submicrométricas. Este nivel de control es crucial para fabricar dispositivos tridimensionales a partir de casi cualquier material cristalino, un proceso que se asemeja a la escultura.
Para demostrar la capacidad de este método, los científicos esculpieron microhélices a partir de un cristal magnético topológico compuesto de cobalto, estaño y azufre, conocido como Co3Sn2S2. Las pruebas revelaron que estas estructuras se comportan como diodos conmutables, facilitando el paso de la corriente eléctrica en una dirección preferente.
Lo más notable es que este efecto de diodo puede invertirse al cambiar la magnetización de la estructura o al modificar la “mano” de la hélice. Además, los investigadores observaron una interacción inversa: potentes pulsos eléctricos lograron invertir la magnetización del dispositivo. Los diodos son componentes esenciales de la electrónica moderna para la conversión AC/DC y el procesamiento de señales.
Cómo la geometría puede controlar la electricidad
La investigación demuestra que la forma física de un componente puede influir directamente en cómo la electricidad se mueve a través de él. Al comparar hélices de diferentes tamaños y medir su comportamiento a diversas temperaturas, el equipo atribuyó el efecto de diodo a la dispersión desigual de electrones a lo largo de las paredes curvas y quirales de los dispositivos.
Max Birch, primer autor del estudio, explica que “al tratar la geometría como una fuente de ruptura de simetría en igualdad de condiciones con las propiedades intrínsecas del material, podemos diseñar la no reciprocidad eléctrica a nivel de dispositivo”. Esto abre un vasto campo de estudio sobre cómo las geometrías tridimensionales y curvas pueden generar nuevas funciones electrónicas.
Yoshinori Tokura, líder del grupo de investigación, añadió que este enfoque permite diseños de dispositivos que combinan estados electrónicos topológicos o fuertemente correlacionados con una curvatura ingenierizada. La convergencia de la física de materiales y la nanofabricación apunta a arquitecturas de dispositivos funcionales con un impacto potencial en tecnologías de memoria, lógica y detección.
La habilidad de los científicos para torcer cristales para controlar electricidad representa un hito significativo en la física aplicada y la ingeniería. Este enfoque que prioriza la geometría como herramienta de diseño ofrece una ruta prometedora hacia la próxima generación de componentes electrónicos. Estamos ante el umbral de una era donde la forma de los materiales dictará su función de maneras antes inimaginables, impulsando innovaciones en eficiencia y tamaño para futuras tecnologías.
