p Os óxidos de perovskita de metal de transição exibem várias propriedades desejáveis, incluindo supercondutividade de alta temperatura e eletrocatálise. Agora, cientistas do Instituto de Tecnologia de Tóquio exploram a estrutura e as propriedades de um óxido de perovskita, PbFeO ₃ , em antecipação à distribuição de carga incomum e transições magnéticas exóticas exibidas por tais sistemas. Eles relatam duas das transições magnéticas, com uma transição distinta acima da temperatura ambiente e analise suas causas, abrindo portas para aplicações potenciais na realização de novos dispositivos spintrônicos. p O advento da eletrônica revolucionou nossas vidas a tal ponto que é impossível imaginar nosso dia sem depender de algum tipo de dispositivo eletrônico. O que é ainda mais notável, Contudo, é que podemos melhorar esses dispositivos ainda mais aproveitando o 'spin' do elétron - uma propriedade que faz o elétron se comportar como um ímã - para criar dispositivos de memória que são mais rápidos e usam menos energia do que os eletrônicos tradicionais. De acordo, o campo dedicado a este empreendimento, apropriadamente chamado de 'spintrônica, 'baseia-se na exploração do "estado de spin" do elétron. Contudo, controlar o giro pode ser extremamente complicado, um fato que muitas vezes leva os cientistas a uma busca por materiais com estados de spin ordenados.

p Sua atenção se voltou recentemente para óxidos de perovskita de metal de transição à base de chumbo, uma classe de materiais representada por PbMO ₃ (onde o M indica íon de metal de transição 3d), que exibem transições de fase bastante interessantes em estados de rotação, tornando-os atraentes para aplicações práticas.

p Em um estudo recente publicado em Nature Communications , uma equipe de cientistas da China, Japão, Taiwan, Suíça, Alemanha, França, e nós., examinou o óxido de perovskita PbMO ₃ , um complexo que evitou a inspeção até agora, devido às dificuldades em sintetizar amostras e resolver sua estrutura cristalina. "A família perovskita de PbMO3 exibe distribuições de carga complexas e RFeO ₃ (R =terra rara) mostra várias propriedades interessantes relacionadas ao spin, como a reorientação de rotação ultra-rápida induzida por laser, então esperamos distribuição de carga de característica semelhante e transições ricas de estado de spin para PbMO ₃ , "comentário Prof. Masaki Azuma do Instituto de Tecnologia de Tóquio, Japão e Prof. Youwen Long da Academia Chinesa de Ciências, quem conduziu o estudo.

p Consequentemente, a equipe investigou a estrutura, estado de carga, e propriedades magnéticas do PbMO ₃ usando uma variedade de técnicas de caracterização e apoiado sua observação com cálculos da teoria funcional da densidade (DFT).

p A equipe descobriu que PbMO ₃ cristalizou em um estado único de "ordem de carga" no qual uma camada de íons Pb2 + foi intercalada por duas camadas feitas de uma mistura de Pb ²⁺ e Pb ⁴⁺ íons em uma proporção de 3:1, ao longo da direção de empilhamento de camadas. Ao resfriar a amostra de alta temperatura, a equipe observou duas transições de fase magnética distintas:uma transição ferromagnética fraca ocorrendo a 600 K (327 ° C) caracterizada por uma ordenação de spin 'antiferromagnética inclinada' (spins vizinhos de direção oposta), e uma transição contínua de reorientação de spin (SR) a 418 K (145 ° C).

p A transição SR, embora comum em todos RFeO ₃ perovskitas, se destacou neste caso porque ocorreu a uma temperatura muito mais elevada em comparação com as de outras perovskitas, e ao contrário das interações magnéticas R-Fe geralmente identificadas como a causa desta transição, não havia tal contrapartida no caso de PbMO ₃ . Para resolver o enigma, cientistas se voltaram para cálculos DFT, que revelou que o pedido de cobrança exclusivo em PbMO ₃ levou à formação de dois Fe ³⁺ sub-redes com energias concorrentes que, por sua vez, causou a transição SR peculiar.

p A equipe está entusiasmada com essas descobertas e suas implicações para aplicações futuras. "Nosso trabalho fornece um novo caminho para estudar a fase de pedido de carga e transição SR distinta com aplicações potenciais em dispositivos spintrônicos devido à alta temperatura de transição e possível ajuste, "comenta o líder teórico da equipe, Prof. Hena Das.

p Uma coisa é certa - estamos um passo mais perto de tornar a spintrônica a realidade de amanhã.