Os cientistas da EPFL desenvolveram um novo material de perovskita com propriedades exclusivas que pode ser usado para construir discos rígidos de última geração.

À medida que geramos mais e mais dados, precisamos de sistemas de armazenamento, por exemplo. Discos rígidos, com maior densidade e eficiência. Mas isso também requer materiais cujas propriedades magnéticas possam ser manipuladas de forma rápida e fácil para gravar e acessar dados neles. Os cientistas da EPFL desenvolveram agora um material perovskita cuja ordem magnética pode ser alterada rapidamente sem interrompê-la devido ao aquecimento. O trabalho, que descreve o primeiro fotocondutor magnético, é publicado em Nature Communications .

O laboratório de Laszló Forró, em um projeto liderado pelo pós-doutorado Bálint Náfrádi, sintetizou um material fotovoltaico ferromagnético. Os fotovoltaicos de perovskita estão gradualmente se tornando uma alternativa mais barata aos atuais sistemas de silício, atraindo muito interesse de cientistas de energia. Mas este material particular, que é uma versão modificada de perovskita, exibe algumas propriedades únicas que o tornam particularmente interessante como material para construir sistemas de armazenamento digital de próxima geração.

O magnetismo no material surge das interações de elétrons localizados e em movimento do material; de certa forma, é o resultado da competição entre diferentes movimentos de elétrons. Isso significa que o estado magnético resultante está conectado ao material e não pode ser revertido sem alterar a estrutura dos elétrons na química do material ou na estrutura cristalina. Mas uma maneira fácil de modificar as propriedades magnéticas seria uma enorme vantagem em muitas aplicações, como armazenamento de dados magnéticos.

O novo material que os cientistas da EPFL desenvolveram oferece exatamente isso. "Essencialmente, descobrimos o primeiro fotocondutor magnético, "diz Bálint Náfrádi. Esta nova estrutura cristalina combina as vantagens dos dois ferromagnetos, cujos momentos magnéticos estão alinhados em uma ordem bem definida, e fotocondutores, onde a iluminação de luz gera elétrons de condução livres de alta densidade.

A combinação das duas propriedades produziu um fenômeno inteiramente novo:o "derretimento" da magnetização por fotoelétrons, que são elétrons emitidos de um material quando a luz o atinge. No novo material perovskita, um simples LED vermelho - muito mais fraco do que um apontador laser - é o suficiente para interromper, ou "derreter" a ordem magnética do material e gerar uma alta densidade de elétrons viajantes, que pode ser ajustado livre e continuamente, alterando a intensidade da luz. A escala de tempo para mudar o magnético neste material também é muito rápida, precisando virtualmente de apenas quadrilionésimos de segundo.

Embora ainda experimental, todas essas propriedades significam que o novo material pode ser usado para construir a próxima geração de sistemas de armazenamento de memória, apresentando capacidades mais altas com baixa demanda de energia. "Este estudo fornece a base para o desenvolvimento de uma nova geração de dispositivos magneto-ópticos de armazenamento de dados, "diz Náfrádi." Estes combinariam as vantagens do armazenamento magnético - estabilidade a longo prazo, alta densidade de dados, operação não volátil e capacidade de regravação - com a velocidade da leitura e escrita óptica. "