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Eletrônica

Descoberta nova forma de geração de magnetismo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/05/2011

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:

Artigo: Role of Ti 3d Carriers in Mediating the Ferromagnetism of Co?TiO2 Anatase Thin Films
Autores: 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
Revista: Physical Review Letters
Vol.: 106, 047602
DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.047602





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