Microscope for twistronics and spintronics studies

Patent number:

P202230548

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Researchers from the Nanophysics group, from the Department of Applied Physics at the University of Alicante, have developed a microscope whose structure and assembly allows twistronics and spintronics studies to be carried out jointly. Specifically, it allows the development of topography studies with atomic resolution, electronic transport studies and spin studies with the possibility of angular variation. This invention, manufactured by 3D printing, stands out for its versatility, easy assembly, low price and adaptability to different experimental techniques. The group is looking for companies or institutions interested in acquiring this technology for its commercial exploitation.

Countries:
Spain
Regions:
Valencian Community
Centers:
UNIVERSIDAD DE ALICANTE
Other entities:
Sectors:
New & Sustainable Materials
Subsectors:
Micro-structural and nano-technology
TRL Level:
TRL 2 – technology concept formulated, TRL 3 – experimental proof of concept, TRL 4 – technology validated in lab
BRL Level:
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Sustainable Development Goal:
Applications

VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA Las principales ventajas de esta tecnología son las siguientes: • Aporta una solución al problema de poder disponer de un aparato con el que se permite realizar estudios de twistrónica y espintrónica de forma combinada. • Se trata de un aparato industrialmente fabricable con un fácil ensamblaje, lo cual permite obtener una amplia versatilidad ya que se puede cambiar de técnica de trabajo únicamente sustituyendo algunas de sus piezas de manera rápida y sencilla. • Se trata de un producto manufacturado por una impresora 3D, por lo que se reducen los costes y tiempos de producción. • La impresora 3D permite trabajar con diferentes tipos de polímeros reciclables. En este caso, se ha optado por el ácido poliláctico o PLA, el cual se deriva de materias primas naturales, renovables, además de económicas. •No altera su funcionalidad en presencia de campos magnéticos. Generalmente, los microscopios metálicos presentan impurezas magnéticas las cuales causan efectos de magneto-construcción, afectando así a las medidas de topografía o de transporte eléctrico/espín. • Permite ayudar a la generación de gaps dinámicos, de ángulo fijo o variable, de proximidad túnel entre electrodos bidimensionales enfrentados y girados. Esto hace que este microscopio esté capacitado para ser utilizado en la secuenciación de ADN, RNA, proteínas, azúcares o biomateriales. ASPECTOS INNOVADORES DE LA TECNOLOGÍA Para poder realizar estudios de twistrónica y espintrónica totalmente innovadores de forma conjunta se ha reinventado la estructura de un Scanning Tunneling Microscope (STM). Este microscopio ha sido fabricado mediante impresión 3D, lo que es una ventaja importante frente a los microscopios no estandarizados existentes en el mercado. El uso de este método de fabricación permite su desarrollo de manera fácil, rápida y precisa, además de resolver los problemas de mecanizado, estandarización y reproducibilidad de este tipo de instrumentos. Concretamente, se ha utilizado el Ácido Poliláctico (PLA) como material de manufactura, lo que permite que el microscopio sea económico y sostenible, a diferencia de los microscopios actuales de titanio. Como se ha comentado, todos los estudios realizados anteriormente, en el campo de la twistrónica, han estado basados en láminas bidimensionales superpuestas, sin embargo, dicha configuración no permite realizar un spin-switch controlado con giro mecánico. Por lo tanto, con esta propuesta de twistrónica, con electrodos enfrentados por el borde, es totalmente innovadora y ofrece claramente la posibilidad de controlar el ángulo relativo entre los electrodos para formar un spin-switch. Fundamentalmente, se dirige al sector de la nanoelectrónica, más concretamente, empresas fabricantes de microscopios de efecto túnel (STM).

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