Peter Grünberg: Nobel de Física y descubridor de la magnetorresistencia gigante
Peter Grünberg, Nobel de Física 2007 por la magnetorresistencia gigante: su descubrimiento revolucionó los discos duros y la tecnología de almacenamiento.
Peter Andreas Grünberg (18 de mayo de 1939 - 7 de abril de 2018) fue un físico alemán.
Ganó el Premio Nobel de Física 2007 por su descubrimiento de la magnetorresistencia gigante, que facilitó la producción de discos duros de un gigabyte. La mitad del premio se concedió a Albert Fert, que descubrió la magnetorresistencia gigante al mismo tiempo, pero Fert y Grünberg no trabajaron juntos.
Biografía y trayectoria
Peter Grünberg nació el 18 de mayo de 1939 en Pilsen (entonces Checoslovaquia). Tras la Segunda Guerra Mundial su familia se trasladó a Alemania, donde cursó estudios de física y desarrolló su carrera en centros de investigación alemanes. Gran parte de su trabajo se realizó en el Forschungzentrum Jülich (Centro de Investigación Jülich), donde investigó propiedades magnéticas de materiales y estructuras en forma de capas muy delgadas.
Descubrimiento de la magnetorresistencia gigante (GMR)
En 1988 Grünberg observó un cambio notable en la resistencia eléctrica de estructuras formadas por capas alternadas de materiales magnéticos y no magnéticos (por ejemplo, hierro y cromo). Este efecto, denominado magnetorresistencia gigante (GMR), consiste en una variación muy grande de la resistencia eléctrica cuando se modifica la orientación relativa de la magnetización de las capas magnéticas. De forma resumida:
- Cuando las magnetizaciones de las capas están alineadas en la misma dirección (paralelas) la resistencia es relativamente baja.
- Cuando están orientadas en direcciones opuestas (antiparalelas) la resistencia aumenta notablemente.
- El fenómeno se explica por la interacción de los electrones con la estructura magnética: la dispersión de los electrones depende de su espín, lo que produce diferencias en la conductividad según la configuración magnética.
Aplicaciones e impacto tecnológico
El descubrimiento de la GMR tuvo un impacto inmediato en la tecnología de almacenamiento magnético y en la emergente área de la spintrónica (electrónica que utiliza el espín de los electrones además de su carga). Entre las aplicaciones más relevantes se encuentran:
- Lectores para discos duros: la GMR permitió incrementar enormemente la sensibilidad de los cabezales de lectura, posibilitando aumentos drásticos en la densidad de almacenamiento (a partir de finales de los años 80 y durante los 90 se introdujeron comercialmente tecnologías basadas en GMR).
- Sensores magnéticos de alta sensibilidad, usados en automoción y en diversas aplicaciones industriales.
- Desarrollo de dispositivos de spintrónica como MRAM (memoria magnetoresistiva) y otros componentes que explotan el control del espín para procesar y almacenar información.
Reconocimientos y legado
Por su contribución fundamental a la física y a la tecnología, Grünberg recibió numerosos premios y distinciones, siendo el más destacado el Premio Nobel de Física en 2007, compartido con Albert Fert. Su trabajo no sólo abrió una nueva línea de investigación en física de la materia condensada, sino que también facilitó avances prácticos que transformaron la industria del almacenamiento de datos y sentaron las bases de la spintrónica moderna.
Últimos años
Peter Grünberg falleció el 7 de abril de 2018 a los 78 años. Su legado científico continúa presente en la tecnología cotidiana (computadores, servidores, dispositivos de almacenamiento) y en la investigación sobre materiales magnéticos y dispositivos basados en el espín electrónico.
Primeros años de vida
Grünberg nació en Pilsen, Bohemia, que estaba controlada por los nazis. El país se llamaba Protectorado de Bohemia y Moravia y ahora se conoce como República Checa. El padre de Grünberg se llamaba Fjodor Grinberg, pero en 1941 cambió su nombre por el de Fjodor Grünberg.
El resto de la familia Grünberg permaneció durante algún tiempo en la casa Petermann de Untersekerschan, pero, después de la Segunda Guerra Mundial, todas las personas que vivían en Pilsen y hablaban alemán fueron obligadas a abandonar el país por el gobierno checo. Esto se llamó los decretos Beneš. Se trasladó con su madre (fallecida en 2002 a los 74 años) y su hermana a Lauterbach, Hesse. Allí estudió en un gimnasio (escuela de segundo nivel).
Grünberg se diplomó en 1962 en la Universidad Johann Wolfgang Goethe. Después estudió en la Universidad Tecnológica de Darmstadt (Alemania), donde se diplomó en física en 1966 y se doctoró en 1969. Entre 1969 y 1972 estudió en la Universidad de Carleton, en Ottawa (Canadá). Más tarde se incorporó al Instituto de Física del Estado Sólido del Centro de Investigación de Jülich, donde se convirtió en un destacado investigador del magnetismo hasta su jubilación en 2004.
Trabajo importante
Grünberg hizo importantes descubrimientos con la ferrita (hierro) y el magnetismo, como el efecto magnetorresistivo gigante (GMR) en 1988. El GMR se ha utilizado en muchos discos duros modernos. Otro uso del efecto GMR es la memoria magnética de acceso aleatorio.
Además del Premio Nobel, Grünberg ha sido galardonado con premios compartidos en el Premio Internacional de Nuevos Materiales de la APS, el Premio de Magnetismo de la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada, el Premio de Eurofísica de Hewlett-Packard, el Premio Wolf de Física en y el Premio de Japón de 2007. Ganó el Premio Alemán al Futuro de la Tecnología y la Innovación en 1998 y fue nombrado Inventor Europeo del Año en la categoría "Universidades e instituciones de investigación" por la Oficina Europea de Patentes y la Comisión Europea en 2006.
Muerte
Grünberg murió el 7 de abril de 2018 en Jülich, Alemania, a la edad de 78 años.
Trabajos publicados (selección)
- Patente, Alemania, 3820475 "Magnetfeldsensor mit ferromagnetischer, dünner Schicht" presentada el 16.06.1988
- Patente, US, 4949039 "Sensor de campo magnético con capas finas ferromagnéticas que tienen componentes polarizados magnéticamente antiparalelos"
- Grünberg, Peter, Y. Suzuki, T. Katayama, K. Takanashi, R. Schreiber, K. Tanaka. 1997. "The magneto-optical effect of Cr(001) wedged ultrathin films grown on Fe(001)". JMMM . 165, 134.
- P. Grünberg, J.A. Wolf, R.Schäfer. 1996. "Long Range Exchange Interactions in Epitaxial Layered Magnetic Structures". Physica B 221, 357.
- M. Schäfer, Q. Leng, R. Schreiber, K. Takanashi, P. Grünberg, W. Zinn. 1995. "Experiments on Interlayer Exchange Coupling" (invitado en el 5º Simposio NEC, Karuizawa, Japón). J. of Mat. Sci. and Eng. B31, 17.
- A. Fert, P. Grünberg, A. Barthelemy, F. Petroff, W. Zinn (invitado en la ICM de Varsovia, 1994). 1995. "Layered magnetic structures: interlayer exchange coupling and giant magnetoresistance". JMMM. 140-144, 1.
- P. Grünberg, A. Fuß, Q. Leng, R. Schreiber, J.A. Wolf. 1993. "Interlayer Coupling and its Relation to Growth and Structure". Proc. of NATO workshop on "Magnetism and Structure in Systems of Reduced Dimension", ed. por R.F.C. Farrow et al., NATO ASI Series B: Physics Vol. 309, p. 87, Plenum Press, N.Y. 1993.
- A. Fuß, S. Demokritov, P. Grünberg, W. Zinn. 1992. "Oscilaciones de corto y largo período en el acoplamiento de intercambio del Fe a través de las capas intermedias de Al y Au crecidas epitaxialmente". JMMM. 103, L211.
- G. Binasch, P. Grünberg, F. Saurenbach, W. Zinn. 1989. "Enhanced magnetoresistance in Fe-Cr layered structures with antiferromagnetic interlayer exchange". Physical Review B39. 4282.
- P. Grünberg, R. Schreiber, Y. Pang, M.B. Brodsky, H. Sowers. 1986. "Layered Magnetic Structures: Evidence for antiferromagnetic coupling of Fe-layers across Cr-interlayers". Physical Review Letters. 57, 2442.
Buscar dentro de la enciclopedia