Descoberto material para memrias de computador compactas e extremamente rpidas

Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 29/07/2024

Multiferroicos

H dcadas os cientistas tm estudado um grupo de materiais incomuns, chamados multiferroicos, que podem ser teis para uma srie de aplicaes, incluindo memrias de computador, sensores qumicos e computadores qunticos.

Os multiferroicos possuem uma propriedade especial chamada acoplamento magnetoeltrico, o que significa que possvel manipular as propriedades magnticas do material usando um campo eltrico, e vice-versa, mexendo nas propriedades eltricas usando campos magnticos.

Agora, uma equipe da Universidade do Texas em Austin (EUA) e do Instituto Max Planck para a Estrutura e Dinmica da Matria (Alemanha) demonstraram que um material dessa classe, um composto em camadas de iodeto de nquel (NiI₂), o melhor candidato at agora para fabricar componentes eletrnicos e qunticos extremamente rpidos e ultraminiaturizados.

Os pesquisadores descobriram que o NiI₂ tem o acoplamento magnetoeltrico mais forte dentre todos os materiais conhecidos, o que o torna o melhor candidato disparado para avanos tecnolgicos.

“Revelar esses efeitos na escala de flocos de iodeto de nquel atomicamente finos foi um desafio formidvel, mas nosso sucesso representa um avano significativo no campo dos multiferroicos,” disse o pesquisador Frank Gao.

As estruturas helicoidais podem ser teis para uma variedade de aplicaes, incluindo memrias de computador rpidas e compactas.
[Imagem: Ella Maru Studio]

Ferroeltricos, ferromagnticos e multiferroicos

Os campos eltricos e magnticos so fundamentais para a nossa compreenso do mundo e para as tecnologias modernas. Dentro de um material, as cargas eltricas e os momentos magnticos dos tomos podem se ordenar de tal modo que suas propriedades se somam, formando uma polarizao eltrica ou uma magnetizao. Esses materiais so conhecidos como ferroeltricos ou ferromagnticos, dependendo de qual dessas quantidades est em estado ordenado.

Mas nos exticos multiferroicos as ordens eltrica e magntica coexistem, podendo estar entrelaadas de tal modo que uma mudana em uma causa uma mudana na outra. Esta propriedade, conhecida como acoplamento magnetoeltrico, torna esses materiais candidatos promissores para fabricar componentes mais rpidos, menores e mais eficientes.

Para tornar essa possibilidade uma realidade, preciso encontrar materiais com acoplamento magnetoeltrico particularmente forte e que sejam estveis e de fabricao factvel. Foi o que aconteceu agora com a demonstrao do acoplamento magnetoeltrico do NiI₂, que parece ser fruto da interao de dois fenmenos.

“Dois fatores desempenham papis importantes aqui,” explicou o pesquisador Emil Vias. “Um deles o forte acoplamento entre o spin dos eltrons e o movimento orbital nos tomos de iodo – este um efeito relativstico conhecido como acoplamento spin-rbita. O segundo fator a forma particular da ordem magntica no iodeto de nquel, conhecida como um espiral de rotao ou hlice de rotao. Esta ordem crucial tanto para iniciar a ordem ferroeltrica quanto para a fora do acoplamento magnetoeltrico.”

Entre as aplicaes potenciais do novo material, a equipe cita: Memrias magnticas de computador compactas, energeticamente eficientes e de gravao e leitura muito mais rpida do que as memrias atuais; interconexes em plataformas de computao quntica; e sensores qumicos para garantir o controle de qualidade e a segurana de medicamentos e compostos nas indstrias qumica e farmacutica.

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