Cientistas do Laboratório Nacional de Oak Ridge, do Departamento de Energia, descobriram que a aplicação de uma pequena quantidade de pressão pode alterar drasticamente as propriedades magnéticas de uma nova classe promissora de materiais chamados alterímãs. Usando experiências com neutrões, os investigadores descobriram como uma simples compressão mecânica pode mudar a forma como estes materiais se comportam, oferecendo uma nova abordagem potencial para controlar o magnetismo.
Os resultados, relatados em dois estudos consecutivos publicados em Revisão Física X e Materiais Avançadosmostram que a deformação mecânica pode influenciar tanto as estruturas magnéticas quanto o movimento dos elétrons. Essa capacidade poderia fornecer uma maneira simples de controlar materiais que estão sendo investigados para tecnologias eletrônicas avançadas.
Por que os alterímãs são importantes para a eletrônica do futuro
Uma aplicação particularmente promissora envolve spintrônica, abreviação de spin electronics. Ao contrário da eletrônica convencional, que processa e armazena informações usando a carga elétrica dos elétrons, a spintrônica também aproveita uma propriedade conhecida como spin do elétron.
Se os cientistas conseguirem identificar e desenvolver materiais adequados, incluindo alterímanes, esta abordagem poderá levar a grandes avanços em tecnologias que vão desde a comunicação sem fios à computação quântica.
“Ao controlar os domínios magnéticos, podemos influenciar diretamente o comportamento do transporte, e isso abre a porta para a exploração desses materiais para tecnologias spintrônicas”, disse Pengcheng Dai, da Rice University, ex-cientista de nêutrons do ORNL.
Um simples aperto revela mudanças magnéticas surpreendentes
Para investigar como a pressão afeta esses materiais, a equipe do ORNL colocou pequenos cristais de telureto de manganês e sulfeto de ferro entre um par de placas de titânio e os comprimiu suavemente.
Usando difração de nêutrons na Spallation Neutron Source do ORNL, os cientistas examinaram o que aconteceu com as estruturas magnéticas dentro dos cristais. Eles descobriram que a pressão aplicada alterou as populações relativas dos domínios magnéticos, que são regiões dentro de um material que possuem arranjos magnéticos específicos. A deformação também alterou um fenômeno elétrico chamado efeito Hall anômalo, fornecendo evidências de que a compressão mecânica influenciou o comportamento elétrico dos materiais.
“O que é excitante é que uma ideia experimental criativa – um pequeno aperto mecânico entre duas placas – pode revelar um comportamento magnético inteiramente novo e empurrar o campo para a frente, e a dispersão de neutrões desempenha um papel tão crítico, revelando a mudança subjacente no magnetismo,” disse Feng Ye, cientista de neutrões do ORNL e co-autor de ambas as publicações ligadas.
As descobertas destacam como um experimento relativamente simples pode descobrir novas maneiras de manipular materiais magnéticos, potencialmente ajudando os pesquisadores a desenvolver os blocos de construção para futuros dispositivos spintrônicos.
A fonte de nêutrons de espalação do ORNL é uma instalação de usuário do DOE Office of Science.
Fonte: ScienceDaily
