p Os óxidos de metal especiais podem um dia substituir os materiais semicondutores que são comumente usados ​​hoje em dia em processadores. Agora, pela primeira vez, uma equipe internacional de pesquisadores da Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU), a Universidade de Kaiserslautern e a Universidade de Friburgo, na Suíça, puderam observar como a excitação de carga eletrônica altera o spin do elétron em óxidos de metal de maneira ultrarrápida e em fase. O estudo foi publicado na revista Nature Communications . p Na moderna eletrônica de semicondutores, o primeiro passo fundamental em cada transistor é elevar os elétrons sobre o chamado gap no semicondutor. Os elétrons têm que se mover através de um material que é, na verdade, não condutivo. "Depois de ficarem entusiasmados com o gap da banda, as cargas elétricas em movimento dos elétrons geram as correntes que são usadas no processamento de informações. Essas correntes podem fazer com que os processadores esquentem, levando à perda de energia, "explica o professor Wolf Widdra do Instituto de Física da MLU.

p Spintrônica tenta resolver este problema com a ajuda do chamado spin. Este é o momento angular intrínseco de um elétron que produz o momento magnético, gerando assim o magnetismo que é usado no processamento de informações. O acoplamento de propriedades eletrônicas e magnéticas determina a funcionalidade. "Os óxidos magnéticos são uma classe importante de materiais para a spintrônica porque não transferem corrente de elétrons, apenas informação magnética, "diz Widdra, que liderou o estudo como parte do Centro de Pesquisa Colaborativa CRC / TRR 227 "Ultrafast Spin Dynamics" na MLU e Freie Universität Berlin. Até recentemente, Contudo, não estava claro como a transferência de elétrons através do gap acoplado com o spin do óxido magnético. A equipe agora observou com sucesso esse processo e desenvolveu uma nova teoria para ele. Grupos de físicos teóricos e experimentais juntaram forças para enfrentar esta questão.

p Usando uma tecnologia de ponta, laser de pulso ultracurto, os pesquisadores foram capazes de excitar um elétron para levantá-lo através da lacuna de banda no óxido de níquel. Eles também observaram como as informações eram então transferidas para o sistema magnético. Isso permitiu à equipe identificar um mecanismo de acoplamento ultrarrápido até então desconhecido que ocorre em uma escala de femtossegundos, ou seja, um quatrilionésimo de segundo. "As propriedades complexas de muitos corpos geradas pela excitação do elétron pelo laser revelaram essa observação surpreendente, mas também nos fizeram pensar muito sobre como interpretá-la corretamente, "acrescenta Widdra.

p De acordo com o físico, as descobertas agora abrem caminho para a spintrônica ultrarrápida. Isso deve facilitar o desenvolvimento de novos sistemas de armazenamento ultrarrápidos e tecnologias de informação no futuro.