Eletrônica

Descoberta nova forma de geração de magnetismo

Descoberta nova forma de geração de magnetismo
Representação esquemática do filme de CoNULL. O ferromagnetismo surge neste material porque os elétrons 3d do titânio (em verde) viajam ao longo do material, alinhando o spin dos átomos de cobalto (em rosa) e fazendo-os apontar na mesma direção. As esferas azuis e cinzas correspondem aos átomos de titânio e oxigênio, respectivamente.[Imagem: Takumi Ohtsuki]

Onda magnética

Se, ao ouvir falar de magnetismo, tudo o que lhe ocorre é uma barra de material ferroso com um pólo norte e um pólo sul, talvez seja melhor se atualizar.

Em menos de dois anos, a ciência se deparou com magnetismo no grafite, magnetismo artificial usando lasers, magnetismo intrínseco do silício, magnetismo da luz, magnetismo entre materiais diferentes, um magnetismo que pode ser ligado e desligado e até a possibilidade de conversão de magnetismo em eletricidade - sem precisar de um gerador.

Parece ser bastante? Não para Takumi Ohtsuki e seus colegas do Instituto Riken, no Japão.

Os pesquisadores descobriram um novo mecanismo capaz de gerar magnetismo, um mecanismo que torna um material magnético sem qualquer influência externa e a temperatura ambiente.

Óxido ferromagnético diluto

A descoberta foi feita em um material chamado óxido ferromagnético diluto, formado por dióxido de titânio dopado com cobalto - conhecido como Co:TiO2.

"Vários mecanismos têm sido sugeridos para explicar a origem do ferromagnetismo no Co:TiO2, mas nunca se chegou a uma conclusão definitiva," diz Ohtsuki.

Usando uma técnica de caracterização da estrutura atômica de materiais, conhecida como espectroscopia por fotoemissão de raios X, os pesquisadores descobriram que o magnetismo é gerado pelos elétrons da terceira camada - chamada 3d - dos íons de titânio.

Os elétrons 3d do titânio alinham os spins dos átomos de cobalto conforme viajam através do material, o que mostra uma conexão entre a eletricidade - os elétrons em movimento - e o magnetismo

Este mecanismo de magnetismo mediado pela circulação dos elétrons nunca havia sido aventado nem mesmo pelos teóricos.

Spintrônica

"Nossos resultados comprovam que o magnetismo está correlacionado com a condutividade no Co:TiO2," diz o Dr. Ohtsuki. "Isto pode tornar o material aplicável na fabricação de memórias de acesso aleatório magnéticas (MRAM) ou em transistores spintrônicos."

A spintrônica, também conhecida como magnetoeletrônica, poderá substituir a eletrônica nas memórias de computador e no processamento de dados, criando uma nova onda tecnológica, onde os computadores serão mais rápidos e consumirão uma fração da energia consumida hoje.

Bibliografia:

Role of Ti 3d Carriers in Mediating the Ferromagnetism of Co?TiO2 Anatase Thin Films
T. Ohtsuki, A. Chainani, R. Eguchi, M. Matsunami, Y. Takata, M. Taguchi, Y. Nishino, K. Tamasaku, M. Yabashi, T. Ishikawa, M. Oura, Y. Senba, H. Ohashi, S. Shin
Physical Review Letters
Vol.: 106, 047602
DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.047602




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