Eletrônica

Criado transístor spintrônico que funciona a temperatura ambiente

Criado transístor spintrônico que funciona a temperatura ambiente
Esquema da heteroestrutura grafeno-MoS2 que permite a injeção do spin no grafeno e sua manipulação usando uma tensão elétrica (em cima) e micrografia colorida artificialmente do primeiro transístor spintrônico a funcionar a temperatura ambiente (embaixo). [Imagem: Spin FET@Chalmers]

Spintrônica

Engenheiros da Universidade de Tecnologia Chalmers, na Suécia, fabricaram um transístor de efeito de campo (FET) spintrônico usando grafeno e molibdenita, dois materiais que estão nos levando rumo a um novo patamar da eletrônica.

A grande inovação é que o componente funciona a temperatura ambiente, o que abre caminho para sua incorporação nos circuitos existentes e para a criação de processadores e memórias totalmente spintrônicos.

Enquanto os processadores tradicionais usam correntes de elétrons - ou eletricidade - a spintrônica tira proveito do momento angular - o spin - de cada elétron individual, uma propriedade mais parecida com o magnetismo, já que cada elétron pode ter um spin "para baixo" ou "para cima", como se fosse um pequeno ímã.

Isso deverá permitir aumentar enormemente a densidade das memórias - cada elétron funciona como um bit - e reduzir de forma igualmente drástica o consumo de energia e o aquecimento dos processadores.

Transístor spintrônico

"Controlar o fluxo de correntes de spin no estilo de um transístor é um sonho de uma década e o elo perdido rumo a aplicações da lógica de spin totalmente elétricas," disse o pesquisador André Dankert. "Os pesquisadores estão trabalhando há quase dez anos para entender as propriedades de transporte do spin em vários materiais em camadas e como eles podem ser ajustados para alcançar esse objetivo. Nosso trabalho é um marco importante no campo da spintrônica."

O grafeno é um material promissor para o transporte das correntes de spin a temperatura ambiente devido à sua baixa massa atômica. Mas foi necessário combiná-lo com outro material igualmente promissor, a molibdenita, criando uma heteroestrutura, para criar o transístor FET spintrônico.

"Combinando o grafeno, onde o spin dura por nanossegundos, com o dissulfeto de molibdênio, onde o spin só dura por picossegundos, você pode controlar por onde o spin pode ir usando uma tensão na porta - essencialmente, você pode criar um interruptor de spin. Igualmente importante, mostramos nesta pesquisa um mix de materiais específico que permite que esta chave de spin funcione a temperatura ambiente," disse Saroj Dash, coautor do trabalho.

Agora que sabem que o transístor de spin funciona, os pesquisadores planejam dedicar-se à sua otimização e ganho de eficiência.

Bibliografia:

Electrical gate control of spin current in van der Waals heterostructures at room temperature, DOI:
Andre Dankert, Saroj Dash
Nature Communications
Vol.: 8, Article number: 16093
DOI: 10.1038/NCOMMS16093




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