Diamantes 'dopados' para crear sensores magnéticos diminutos

Los diamantes son pedazos de carbono muy codiciados. Su utilización en joyería es bien conocida, pero el proyecto Diadems trabaja para desvelar sus secretos ocultos. Modificando la estructura de un cristal de diamante, el proyecto genera un material nuevo que se podría utilizar en diversas aplicaciones, desde la creación de fármacos inteligentes hasta una nueva generación de ordenadores. Este proyecto de la Unión Europea ayuda a Europa a permanecer al frente de la investigación sobre sensores a escala atómica.

El proyecto Diadems (DIAmond Devices Enabled Metrology and Sensing) se dedica a sustituir un solo átomo de un cristal de diamante por otro de nitrógeno, proceso que se conoce como dopaje). Atrapando el nitrógeno en el cristal, los investigadores pueden obtener una estructura de escala atómica con propiedades magnéticas intrínsecas que obedecen a la mecánica cuántica.

"Esto significa que, en última instancia, podemos crear sensores diminutos que pueden detectar señales magnéticas débiles. Estas señales magnéticas nos permitirían, por ejemplo, monitorizar la actividad eléctrica de neuronas sobre un portaobjetos de diamante y ver cómo funcionan juntas", explica Thierry Debuisschert, coordinador de Diadems, y radicado en Thales (Francia).

"En el futuro, podríamos incluso ver si una neurona responde a una sustancia química utilizada en un tratamiento", añade, en la información de Cordis. Biología, física, química… allí donde los campos magnéticos desempeñen algún papel, el trabajo de Diadems podría marcar la diferencia.

Otras aplicaciones

Con esta capacidad tan innovadora de ver cómo reaccionan las moléculas mediante la lectura de variaciones en el espín de sus electrones, los investigadores podrán analizar lo que sucede exactamente en reacciones químicas a escala molecular y atómica.

Esto también podría ser útil en informática, ya que los sensores podrían usarse para desarrollar discos de almacenamiento pequeños y de alta densidad que poseyeran mucha más capacidad y fiabilidad.

"La capacidad de los discos de almacenamiento de datos es cada vez mayor, lo cual reduce enormemente el tamaño de los dominios magnéticos que se utilizan para almacenar la información. Trabajando en el nivel atómico y molecular, podríamos ser capaces de controlar estos dispositivos de almacenamiento a la escala necesaria para conseguir un almacenamiento de alta densidad", señala Debuisschert.

Resultados para investigación

Debuisschert está fascinado por la combinación de la física atómica y la mecánica cuántica y por cómo puede dar lugar a aplicaciones prácticas. "Estamos en un contexto industrial, así que al finalizar la investigación deberemos demostrar que existen aplicaciones reales y comercializables".

El hecho de que Diadems utilice diamantes desarrollados en laboratorio trabajando a temperatura ambiente significa que, una vez que esté lista, esta tecnología será más fácil de aplicar y comercializar. "A pesar de ello", matiza Debuisschert, "dado que todavía estamos en la fase de investigación, la financiación de la Unión Europea sigue siendo indispensable".

Aunque el proyecto no sería posible sin la financiación de la UE, Debuisschert cree que un aspecto especialmente importante de un proyecto a escala de la UE es la colaboración entre los quince socios, unos académicos y otros industriales. "Nos pueden informar directamente de todos los resultados recientes obtenidos en laboratorios de la Unión Europea, lo cual ahorra mucho tiempo, y podemos intercambiar ideas", señala. "Esto nos ayuda a seguir siendo competitivos en relación con los grandes competidores extranjeros".

El proyecto, de cuatro años de duración, se inició en septiembre de 2013. Cuenta con un apoyo de la Unión Europea valorado en 6 millones de euros dentro del programa Tecnologías futuras y emergentes.