Pesquisadores sintetizam meio metal com magnetização zero

Arranjo de spin de momentos magnéticos em materiais ferromagnéticos, antiferromagnéticos e ferrimagnéticos. Crédito:Rie Umetsu

Um grupo de pesquisa sintetizou com sucesso um material "meio metal", alcançando um feito raro na busca da magnetização zero.
Metais-metais podem melhorar drasticamente o desempenho de dispositivos eletrônicos. Isso se deve à sua polarização de spin de 100%, o que permite que eles se comportem como metais em uma direção de spin e isolantes/semicondutores na outra. A maioria das instâncias bem-sucedidas de semimetais são ferromagnéticos, o que significa que seu arranjo de spin está alinhado.

Metais do tipo antiferromagnético, onde o spin se alinha de forma antiparalela, são desejáveis, pois nenhum campo magnético pode perturbá-lo, mesmo se integrado em alta densidade. Até o momento, apenas dois casos de semi-metais antiferromagnéticos foram relatados.

Seguindo uma diretriz de desenvolvimento, o grupo de pesquisa criou um composto composto por ferro, cromo e enxofre. O novo material perde completamente sua magnetização em baixas temperaturas.

"O material semimetal desenvolvido possui excelentes propriedades, e as diretrizes de desenvolvimento do material desempenharam um papel fundamental em nosso sucesso", disse Satoshi Semboshi, coautor do artigo e professor do Instituto de Pesquisa de Materiais (IMR) da Universidade de Tohoku.

Os estados eletrônicos e o fluxo de carga elétrica de ferromagnetos gerais e ferromagnetos de meio metal. Crédito:Rie Umetsu
(Esquerda) Uma ilustração esquemática da multicamada de magnetorresistência de túnel (TMR) usando meio metal (esquerda) e multicamada TMR convencional (direita). Neste último, várias camadas, incluindo uma camada ferromagnética e uma camada antiferromagnética, fixam a direção do momento magnético da camada ferromagnética. Ao substituir essas várias camadas por uma camada de meio metal do tipo antiferromagnético, são obtidas características altas e campo magnético de baixo vazamento e permitem alta densidade. Crédito:Rie Umetsu

O colega e coautor Rie Umetsu acrescentou:"Acreditamos que os resultados melhorarão a eficiência da pesquisa de materiais futuros e acelerarão a inovação de dispositivos eletrônicos".

Os detalhes de sua pesquisa foram publicados na revista Scientific Reports em 23 de junho de 2022. + Explorar mais