Magnetoiônica liga e desliga propriedades dos materiais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/01/2015

Veja a explicação do funcionamento do dispositivo no texto abaixo. [Imagem: Jose-Luis Olivares/MIT]

Controle magnetoiônico

Uma nova forma de ligar e desligar as propriedades magnéticas de um material usando apenas uma pequena tensão elétrica pode sinalizar o surgimento de uma nova família de materiais com uma variedade de propriedades que podem ser controladas conforme a necessidade.

O diagrama acima ilustra o princípio por trás do uso de uma tensão elétrica para alterar as propriedades magnéticas do 

material - um efeito que os pesquisadores batizaram de magneoiônico.

Nesse sanduíche de materiais, a tensão elétrica induz o movimento de íons - átomos eletricamente carregados -, que saem da camada intermediária rumo a uma camada projetada para recebê-los.

Esse movimento iônico modifica propriedades essenciais do material, incluindo as propriedades magnéticas, térmicas ou ópticas. E essas alterações permanecem depois que a carga elétrica inicial é interrompida.

Assim, além de controlar eletricamente o magnetismo de um material - um efeito conhecido como magnetoeletricidade - a técnica poderá ser usada para controlar propriedades como a refletividade ou a condutividade térmica.

Uwe Bauer e seus colegas do MIT, nos Estados Unidos, estimam que a primeira aplicação prática da sua descoberta será provavelmente um novo tipo de chip de memória que não necessitará de energia para manter os dados.

Capacitor magnético

A estrutura do dispositivo idealizado por Bauer é semelhante a um capacitor, com duas camadas finas de material condutor separadas por uma camada isolante. A camada isolante é tão fina que, sob certas condições, os elétrons podem tunelar através dela.

Mas, ao contrário de um capacitor, as camadas condutoras são magnetizadas - uma camada condutora tem uma magnetização fixa, enquanto a outra pode ser alternada entre duas orientações magnéticas através da aplicação de uma tensão.

Quando as orientações magnéticas das duas camadas ficam alinhadas, é mais fácil para os elétrons tunelarem de uma camada para a outra; quando elas têm orientações opostas, o dispositivo é mais isolante.

Estes dois estados podem ser utilizados para representar os 0s e os 1s de uma memória.

Bibliografia:

Magneto-ionic control of interfacial magnetism
Uwe Bauer, Lide Yao, Aik Jun Tan, Parnika Agrawal, Satoru Emori, Harry L. Tuller, Sebastiaan van Dijken, Geoffrey S. D. Beach
Nature Materials
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nmat4134