Eletrônica

Ímãs viram-se como gatos a temperatura ambiente

Spintrônica: ímãs viram-se como gatos a temperatura ambiente
O magnetismo do material torce e contorce sob controle total de uma corrente elétrica. [Imagem: ill.:/©: Inspire Group, JGU]

União entre eletricidade e magnetismo

Um fenômeno físico recém-descoberto, decorrente da física relativística de Einstein, permite fazer com que um ímã se comporte como se fosse um gato.

De forma similar à habilidade de um gato para virar-se no ar, torcendo diferentes partes de seu corpo em diferentes direções para cair de pé, esses ímãs podem contorcer-se e mudar suas polaridades através do movimento interno dos seus próprios elétrons.

Ou seja, o fenômeno pode ser totalmente controlado eletricamente.

Em vez de criar "gatos magnéticos", contudo, esse efeito sui generis promete dar novo gás ao armazenamento de informações digitais e à computação. Na verdade, ele está ajudando a sedimentar um novo campo de pesquisas conhecido como spintrônica.

"Nestes novos materiais magnéticos, uma corrente passando pelo ímã pode virar a direção da magnetização, dependendo da direção da corrente," explica o professor Jairo Sinova, da Universidade Johannes Gutenberg, na Alemanha.

"Este fenômeno novo na física, batizado de torque spin-órbita, associa o grau de liberdade do spin dos magnetos, que dá origem à magnetização, ao grau de liberdade da carga elétrica, que permite o movimento da corrente de cargas no interior do material," acrescenta.

Tudo a temperatura ambiente

O torque spin-órbita foi demonstrado em 2013, mas ocorria em temperaturas muito baixas, em um cristal de GaMnAs (gálio-manganês-arsênio).

Agora, a equipe do professor Sinova identificou um novo composto magnético - NiMnSb (níquel-manganês-antimônio) - que apresenta o efeito de torque spin-órbita a temperatura ambiente.

A liga NiMnSb foi identificada depois de um trabalho exaustivo de análise sistemática da simetria dos cristais, em conjunto com cálculos dos primeiros princípios microscópicos do efeito.

A possibilidade de usar a manipulação de ímãs individuais a temperatura ambiente representa um passo importante para a melhoria das arquiteturas de memória de acesso aleatório magnéticas para aplicações totalmente elétricas, altamente escaláveis e que exigem baixo consumo de energia.

Agora é esperar que as equipes envolvidas com os experimentos práticos da spintrônica comecem a explorar o novo material.

Bibliografia:

Room-temperature spin-orbit torque in NiMnSb
C. Ciccarelli, L. Anderson, V. Tshitoyan, A. J. Ferguson, F. Gerhard, C. Gould, L. W. Molenkamp, J. Gayles, J. Zelezný, L. Smejkal, Z. Yuan, J. Sinova, F. Freimuth, T. Jungwirth
Nature Physics
DOI: 10.1038/nphys3772




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