Eletrônica

Nanomaterial magnético impulsiona eletrônica com calor

Nanomaterial magnético impulsiona eletrônica com calor
"Nenhum outro material conhecido pelo homem consegue fazer isso. É um efeito enorme."[Imagem: J. de la Venta et al./AIP]

Um novo material magnético altamente sensível está abrindo novas perspectivas para o armazenamento de dados em discos rígidos e para a segurança da distribuição de energia.

Trata-se de uma dupla camada metálica que altera drasticamente seu magnetismo sob a ação de uma mudança muito pequena na temperatura.

"Nenhum outro material conhecido pelo homem consegue fazer isso. É um efeito enorme, e nós podemos ajustá-lo," comemora o professor Ivan Schuller, da Universidade da Califórnia de San Diego, nos Estados Unidos.

Coercividade

Os materiais magnéticos têm seus grânulos alinhados na mesma direção. Sua resistência a sair desse alinhamento é conhecida como coercividade. Um ímã comum, por exemplo, tem elevada coercividade, o que explica porque é tão difícil desimantá-lo.

A coercividade de um ímã depende também da temperatura, com seu valor aumentando gradualmente conforme a temperatura sobe ou desce.

Com o novo material, contudo, essa regra cai por terra: à menor alteração de temperatura, sua resistência magnética muda drasticamente.

Isso significa que sua magnetização pode ser inteiramente controlada por um pequeno aumento ou diminuição do calor.

"Nós podemos controlar o magnetismo em uma faixa estreita de temperatura, sem a necessidade da aplicação de um campo magnético externo. E, em princípio, também poderíamos controlá-lo com tensão ou corrente," disse Schuller.

O material é fabricado com uma camada de 10 nanômetros de espessura de níquel depositada sobre uma camada de 100 nanômetros de óxido de vanádio. Mas a bicamada apresenta um comportamento muito diferente dos dois materiais isoladamente.

"A baixas temperatura, o óxido é um isolante. Em altas temperaturas é um metal. E na faixa intermediária ele se torna esse material estranho," acrescentou Schuller.

Memórias e transformadores

Embora seja muito cedo para dizer exatamente como esse material será usado, o professor Schuller aponta como uma oportunidade óbvia a fabricação de um novo tipo de dispositivo de memória.

"Um dos problemas com as memórias magnéticas é a reversibilidade - você quer que elas sejam reversíveis, mas também quer que elas sejam estáveis. Os melhores sistemas atuais são assistidos por calor, mas eles usam lasers, o que envolve uma grande quantidade de calor. Mas, com este novo material, você mal precisa aquecê-lo em 20 graus Kelvin para obter uma mudança de cinco vezes na coercividade," disse ele.

Outro uso potencial será em grandes transformadores, que seriam capazes de lidar com picos repentinos de corrente, como ocorre durante um pico de energia ou na queda de um raio.

O grande desafio para que tudo isso se torne realidade é que o efeito não foi conseguido ainda em temperatura ambiente.

Bibliografia:

Coercivity enhancement in V2O3/Ni bilayers driven by nanoscale phase coexistence
J. de la Venta, Siming Wang, T. Saerbeck, J. G. Ramírez, I. Valmianski, Ivan K. Schuller
Applied Physics Letters
Vol.: 104, 062410
DOI: 10.1063/1.4865587




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