"La capacidad de los discos duros puede aumentar cientos de Terabytes"

Juan Pedro Cascales Sandoval, investiga nuevos materiales superconductores para dispositivos electrónicos gracias a una beca postdoctoral del 'Programa Talento' de la Fundación Séneca en el Francis Bitter Magnet Laboratory del Massachusetts Institute of Technology.

¿Cuál es el objeto de su investigación en el Francis Bitter Magnet Laboratory del Massachusetts Institute of Technology?

Mi investigación se encuentra dentro del ámbito de la Física del Estado Sólido en el campo de la espintrónica que se aprovecha tanto de la carga como del momento magnético de los electrones.

La especialidad del grupo del Dr. Moodera, donde me encuentro, es la evaporación de películas delgadas y la medida de transporte electrónico a bajas temperaturas (cerca del cero absoluto). La evaporación de materiales se realiza en cámaras herméticas con un gran vacío para obtener muestras de alta pureza. Éstas son posteriormente enfriadas con el uso de helio líquido hasta temperaturas de 0.3 grados Kelvin (-272.85 ºC). Con estas técnicas se pueden combinar capas de espesor atómico de distintos tipos (magnéticos, superconductores, aislantes topológicos y moléculas orgánicas) con el fin de producir nuevos dispositivos o de estudiar nuevas propiedades de los materiales.

Mi proyecto trata sobre la fabricación de aislantes topológicos, un nuevo tipo de materiales aislantes en volumen pero que son conductores especiales en sus bordes o superficie. Estudiamos estos materiales y los combinamos con materiales magnéticos o superconductores para hacer uso de las propiedades de estos conductores ‘exóticos’

Además de estar desarrollando este proyecto… ¿está colaborando en nuevos proyectos de investigación? ¿Con qué objetivo?

Sí, estoy colaborando en varias líneas de investigación. La primera trata sobre materiales superconductores que no muestran resistencia eléctrica por debajo de cierta temperatura. En general, se puede destruir la superconductividad (volver a tener resistencia eléctrica) mediante el uso de campos magnéticos. En este proyecto, estamos intentando “apagar y encender” la superconductividad de una capa delgada al colocarla en un “sandwich” entre dos capas magnéticas para que el superconductor “sienta” un campo magnético grande. Cuando consigamos optimizar estas estructuras de tres capas, podremos complicar los dispositivos haciendo otros usos de la superconductividad y el magnetismo.

La segunda estudia el uso de moléculas orgánicas para la fabricación de dispositivos espintrónicos. Como ya se observó en mi actual grupo, si se colocan moléculas orgánicas no magnéticas sobre la superficie de un metal magnético se puede conseguir que estas moléculas se vuelvan magnéticas bajo ciertas condiciones

¿Qué resultados espera de su línea de investigación y qué impacto social cree puede producir? ¿Qué tipo de industria podrá aplicar los resultados de su investigación? ¿Piensa que será de aplicación a corto plazo?

Sobre estos estudios de física fundamental es difícil vaticinar el impacto en la sociedad a priori, pero a veces encuentran aplicación rápida. Por ejemplo, el Dr. Moodera (con quien trabajo en MIT) es uno de los responsables del gran aumento de la capacidad de los discos duros que empezó en los 90 gracias a la invención de las uniones túnel magnéticas, los actuales sensores de los bits en los discos duros.

En cuanto al resto de temas en los que trabajo, los mejores superconductores para usos tecnológicos aguantan altos campos magnéticos aun teniendo resistencia nula. Si conseguimos “apagar” la superconductividad en uno de estos materiales mediante capas magnéticas y el uso de pequeños campos magnéticos, tendremos un dispositivo espintrónico muy prometedor para su uso en computación.

Además, las moléculas orgánicas tienen un potencial tecnológico impresionante. Dado que las moléculas de la misma “especie” son todas idénticas, con una composición y tamaños muy bien definidos, al volverse magnéticas sobre una superficie podemos tener un candidato ideal para crear nuevos discos duros con capacidad de cientos de TB/cm².

¿Ha tenido algún resultado de relevancia en alguna de las líneas de investigación que está llevando a cabo?

Actualmente estamos obteniendo resultados muy buenos con los materiales superconductores. Estos resultados nos van a permitir realizar varias publicaciones relevantes a nivel científico en poco tiempo. En cuanto al resto de proyectos, seguimos trabajando para conseguir nuestros objetivos lo antes posible.

¿Desea comentar algún otro aspecto de su investigación o de su experiencia en el MIT?

El MIT tiene aspecto de universidad americana, un campus grande y un icónico edificio central con vistas al río Charles y al “skyline” de Boston. El campus tiene otros edificios importantes como el Stata Center que fue diseñado por Frank Gehry. Siempre es muy agradable conocer a gente nueva aquí, ya que cada uno es de una parte del planeta y sean de la disciplina que sean, todos tienen cosas muy interesantes para contar. También es muy valiosa la cantidad de contactos profesionales que se pueden hacer. Además de lo que todo el mundo conoce sobre la investigación en MIT, el centro ofrece descuentos para actividades culturales (entradas para museos, el cine), tiene numerosas agrupaciones de estudiantes (y no estudiantes) y unas muy buenas instalaciones deportivas de las que hago uso diario.