Nova memória não volátil é controlada por luz

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/10/2025

A luz alterna reversivelmente a ordem estrutural do material - chamada ferroaxialidade - entre padrões rotacionais no sentido horário e anti-horário, fazendo-os funcionar como bits.
[Imagem: Jörg Harms/MPSD]

Materiais ferroaxiais

Qualquer sistema físico capaz de alternar de forma confiável entre dois estados estáveis pode, em princípio, servir como meio para armazenamento de dados digitais - nas nossas tecnologias digitais, todas as informações são codificadas em um sistema binário de 0s e 1s, ou ligado e desligado, por exemplo.

Zhiyang Zeng e colegas do Instituto Max Planck, na Alemanha, conseguiram adicionar agora mais uma ferramenta nesse rol de possibilidades, uma classe emergente de substâncias conhecidas como materiais ferroaxiais.

Em vez de estados magnéticos (como nos materiais ferromagnéticos) ou elétricos (como nos materiais ferroelétricos), esses sólidos abrigam vórtices de dipolos elétricos que podem ser orientados em duas direções opostas sem criar magnetização líquida nem polarização elétrica.

Isso significa que os materiais ferroaxiais. são muito estáveis e robustos, não sendo afetados por campos elétricos ou magnéticos externos. Mas, até agora, isso vinha cobrando seu preço: Justamente pela sua "imunidade" a interferências, esses materiais inovadores são muito difíceis de controlar, o que vinha limitando sua exploração rumo a aplicações práticas.

A solução desenvolvida por Zeng não poderia ser mais prática: Basta usar luz para chavear os materiais ferroaxiais entre seus dois estados, o que permite criar bits muito robustos, acionáveis com baixa energia e, ainda melhor, à distância, sem a necessidade de fiação.

Manipulando bits com luz

A equipe utilizou pulsos de luz terahertz, com polarização circular, para mostrar que é possível alternar os vórtices ferroaxiais, passando-os do sentido horário para o anti-horário e vice-versa, essencialmente manipulando os bits magnéticos com luz.

As demonstrações foram feitas em um material chamado dimolibdato de ferro e rubídio (RbFe(MoO₄)₂).

"Nós tiramos proveito de um campo efetivo sintético que surge quando um pulso de terahertz impulsiona íons na rede cristalina em círculos," detalhou Zeng. "Esse campo efetivo é capaz de se acoplar ao estado ferroaxial, assim como um campo magnético alternaria um ferromagneto ou um campo elétrico reverteria um estado ferroelétrico."

"Ao ajustar a helicidade, ou torção, dos pulsos de luz polarizados circularmente, podemos estabilizar seletivamente um arranjo rotacional horário ou anti-horário dos dipolos elétricos, permitindo assim o armazenamento de informações nos dois estados ferroicos. Como os ferroaxiais são livres de campos elétricos despolarizantes ou campos magnéticos dispersos, eles são candidatos extremamente promissores para armazenamento de dados estável e não volátil," acrescentou Michael Först, membro da equipe.

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