La luz hace girar los espines ✎ exprés

Original: "Hyperfine interaction of electrons and holes with nuclei probed by optical orientation in MAPbI$$_3$$ perovskite crystals"
arXiv:2602.07691 · 2026-02-07 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 1 min
La luz circular hace que los electrones y los huecos en un cristal de perovskita se alineen como agujas de brújula.

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Un haz de luz con polarización circular incide sobre un cristal de perovskita MAPbI3. Los electrones dentro del cristal comienzan a comportarse como pequeñas peonzas cuyos ejes se alinean a lo largo del haz. Este fenómeno se conoce como orientación óptica de espines.

A una temperatura de unos 4 kelvin (menos 269 grados Celsius), los científicos aplicaron un campo magnético y observaron cómo los espines perdían su orientación. Resultó que el principal culpable no son las impurezas ni los defectos, sino los núcleos de los átomos del propio cristal. Sus campos magnéticos aleatorios, como agujas temblorosas, desordenan la alineación de las peonzas electrónicas.

Los núcleos de los átomos de yodo y plomo en la perovskita poseen espines propios. Juntos crean un campo magnético en constante cambio que impide que los electrones mantengan su orientación.

Los investigadores fueron más allá: lograron que los propios espines nucleares se alinearan en una misma dirección. Para ello utilizaron la misma luz polarizada, que a través de los electrones transmitió su momento a los núcleos. Como resultado, surgió un campo magnético interno: el campo de Overhauser. Para los electrones fue de 5 militeslas, y para los huecos, de nada menos que 30 militeslas. Es como si dentro del cristal apareciera un imán permanente que solo funciona con iluminación.

Este truco abre el camino para controlar los espines sin imanes externos, solo con luz. Y, por tanto, hacia dispositivos de espintrónica más simples y compactos, donde la información se codifica no con carga, sino con la dirección del espín.

El campo de Overhauser de 30 mT es cien veces más débil que el imán de una nevera, pero es suficiente para controlar los espines en el cristal.

Científicos
Enrico FermiPaul DiracChristian DopplerD. B. McLaughlinDidier QuelozMichel Mayor
Conceptos
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