La Universidad de Auburn logró controlar el orden eléctrico del material
Investigadores de la Universidad de Auburn utilizaron breves pulsos de láser para ordenar regiones eléctricas diminutas dentro de un cristal modificado. El efecto, observado durante aproximadamente un picosegundo, aporta evidencia sobre cómo se organiza el material y abre nuevas líneas para estudiar el procesamiento de información.
Infórmate en DiarioPampero.com – El equipo comprobó que las regiones polares ya estaban presentes antes de alinearse al enfriarse y también consiguió inducir temporalmente ese orden con luz, incluso a temperaturas más elevadas.
Una investigación de la Universidad de Auburn demostró que los pulsos de láser pueden organizar pequeñas regiones eléctricas dentro de un cristal. El trabajo permite observar y modificar temporalmente el comportamiento eléctrico del material.
El estudio fue liderado por Wencan Jin, profesor asociado del Departamento de Física de Auburn, y Mohamed Kandil, estudiante de posgrado. La investigación, titulada “Optical Poling of a Quantum Ferroelectric Metal across the Order-Disorder Phase Transition”, recibió una sugerencia de edición en la revista Physical Review Letters.
Los científicos trabajaron con una versión modificada del titanio de estroncio, un material que permite el paso de electrones y contiene regiones polares nanoscópicas con cargas positivas y negativas. Según los resultados, esas regiones existían antes de comenzar a alinearse durante el enfriamiento.
El orden eléctrico bajo observación
Durante décadas, los investigadores intentaron determinar cómo surgía la organización eléctrica en este tipo de cristales. Una de las teorías sostenía que los átomos se agrupaban para crear un estado polarizado, mientras que otra planteaba que las regiones eléctricas ya estaban formadas y solo comenzaban a orientarse en la misma dirección cuando descendía la temperatura.
Para estudiar el fenómeno, el equipo desarrolló un sistema óptico sensible a cambios muy pequeños. Al analizar cómo el cristal modificaba la luz que recibía, pudo seguir la orientación de las regiones eléctricas mientras la muestra era calentada y enfriada de manera repetida.
Las mediciones mostraron que, a temperaturas más altas, las regiones apuntaban en direcciones aparentemente aleatorias. Cuando el cristal se enfriaba, en cambio, comenzaban a adoptar orientaciones preferidas, un resultado que respaldó la explicación basada en la existencia previa de esas “islas” eléctricas.
El equipo también comprobó que los pulsos cortos de láser podían alinear temporalmente las regiones, incluso en condiciones de mayor temperatura. El efecto duró aproximadamente un picosegundo, equivalente a un billonésimo de segundo, y fue detectado mediante una medición óptica.
La colaboración comenzó en marzo de 2023, cuando Jin conoció en una reunión de la American Physical Society a investigadores japoneses que podían producir los cristales especializados. Esas muestras fueron elaboradas por el Instituto Nacional de Ciencia e Tecnología Industrial Avanzada de Japón.
De regreso en Auburn, el grupo pasó casi un año ajustando el equipamiento para identificar las señales ópticas débiles. En 2025, Kandil observó finalmente la alineación de las regiones polares desordenadas bajo la iluminación láser, según relató Jin en el material de la investigación.
Los resultados aportan evidencia sobre el origen del orden eléctrico en el cristal y ofrecen un método para manipularlo mediante luz. Aunque las aplicaciones prácticas todavía pertenecen a una etapa futura, el procedimiento puede servir para investigar procesos eléctricos ultrarrápidos en materiales cuánticos.
La posibilidad de crear y detectar alineaciones eléctricas durante intervalos extremadamente breves suma una herramienta para explorar tecnologías vinculadas con el procesamiento y el almacenamiento de información. El estudio no presenta una aplicación comercial inmediata, pero amplía el conocimiento sobre el control óptico de estos materiales.
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