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Descoberta forma mais rápida e mais eficiente de processar informações

Descoberta forma mais rápida e mais eficiente de processar informações
A plasmônica, que controla os elétrons com luz, é uma das técnicas envolvidas com a fotônica, que trabalha para fazer chips que funcionam à velocidade da luz.[Imagem: Basov Lab/UCSD]

Rejuvenescendo os semicondutores

Químicos canadenses descobriram uma maneira muito mais rápida e eficiente de armazenar e processar informações, expandindo as limitações de como o fluxo de eletricidade pode ser usado e gerenciado no interior dos chips.

Penghui Yin e seus colegas da Universidade de Waterloo descobriram que a luz pode induzir a magnetização em determinados semicondutores, a classe padrão de materiais usados em todos os dispositivos de computação atuais.

"Estes resultados podem permitir uma maneira fundamentalmente nova de processar, transferir e armazenar informações com os dispositivos eletrônicos, [maneira esta] que é muito mais rápida e eficiente do que os eletrônicos convencionais," disse o professor Pavle Radovanovic, coordenador da equipe.

Magnetização com luz

A descoberta foi possível graças ao magnetismo e a um campo chamado spintrônica, que propõe armazenar informação binária na direção de rotação de um elétron, e da plasmônica, que usa oscilações coletivas dos elétrons e átomos na superfície de um material, oscilações estas produzidas pela incidência de luz.

"Nós basicamente magnetizamos nanocristais semicondutores individuais com luz à temperatura ambiente," disse Radovanovic. "É a primeira vez que alguém consegue usar o movimento coletivo de elétrons, conhecido como plásmon [de superfície], para induzir uma magnetização estável dentro de um material semicondutor não magnético."

Ao manipular os plásmons de superfície em nanocristais de óxido de índio, a equipe demonstrou que as propriedades magnéticas e semicondutoras podem de fato ser acopladas, tudo sem a necessidade de temperaturas ultrabaixas tipicamente usadas na spintrônica e na computação quântica.

Descoberta forma mais rápida e mais eficiente de processar informações
Os nanocristais semicondutores têm seu magnetismo controlado unicamente por luz. [Imagem: Penghui Yin et al. - 10.1038/s41565-018-0096-0]

Plasmontrônica

A equipe prevê que sua descoberta deverá inicialmente permitir a construção de sensores magneto-ópticos altamente sensíveis para geração de imagens térmicas e sensoriamento químico.

Mas a abordagem deverá se estender rapidamente à detecção quântica, armazenamento de dados e processamento de informações quânticas - os campos da spintrônica, plasmônica e computação quântica têm inúmeros pontos de contato, e todas deverão ter grande impulso com uma técnica que permite fazer tudo a temperatura ambiente.

"Nossos resultados efetivamente inauguram o campo da plasmontrônica, que envolve os fenômenos que surgem das interações intrínsecas plásmon-exciton e plásmon-spin. Além disso, o controle dinâmico da polarização das portadoras [de carga] é prontamente obtido em temperatura ambiente, o que nos permite aproveitar o modo magnetoplasmônico como um novo grau de liberdade em dispositivos de processamento fotônico, optoeletrônico e de informação quântica," reforçou Radovanovic.

Bibliografia:

Plasmon-induced carrier polarization in semiconductor nanocrystals
Penghui Yin, Yi Tan, Hanbing Fang, Manu Hegde, Pavle V. Radovanovic
Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/s41565-018-0096-0




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