p Os pesquisadores descobriram que certos materiais semicondutores orgânicos podem transportar spin mais rápido do que conduzir carga, um fenômeno que poderia eventualmente aumentar de potência, computadores mais eficientes em termos de energia. p A equipe internacional do Reino Unido, Alemanha e República Tcheca, descobriram que esses materiais podem ser usados ​​para aplicações 'spintrônicas', o que poderia tornar os semicondutores orgânicos baratos competitivos com o silício para futuras aplicações de computação. Os resultados são relatados no jornal Nature Electronics .

p 'Spin' é o termo para o momento angular intrínseco dos elétrons, que é referido como para cima ou para baixo. Usar os estados up / down dos elétrons em vez de 0 e 1 na lógica convencional do computador pode transformar a maneira como os computadores processam as informações.

p Em vez de mover pacotes de carga, um dispositivo construído em spintrônica iria transmitir informações usando o spin relativo de uma série de elétrons, conhecido como corrente de spin pura. Ao eliminar o movimento de carga, qualquer dispositivo desse tipo precisaria de menos energia e seria menos sujeito a superaquecimento - removendo alguns dos obstáculos mais significativos para melhorar ainda mais a eficiência do computador. Spintrônica poderia, portanto, nos dar mais rápido, computadores com eficiência energética, capaz de realizar operações mais complexas do que atualmente.

p Desde semicondutores orgânicos, amplamente utilizado em aplicações como OLEDs, são mais baratos e mais fáceis de produzir do que o silício, pensava-se que dispositivos spintrônicos baseados em semicondutores orgânicos poderiam impulsionar uma futura revolução do computador. Mas por enquanto, não funcionou dessa maneira.

p "Para realmente transferir informações por meio de rotação, o spin do elétron precisa viajar distâncias razoáveis ​​e viver por um tempo longo o suficiente antes que a informação codificada nele seja randomizada, "disse o Dr. Shu-Jen Wang, um recente Ph.D. graduado pelo Laboratório Cavendish da Universidade de Cambridge, e o co-primeiro autor do artigo.

p "Semicondutores orgânicos não foram candidatos realistas para spintrônica até agora porque era impossível mover spins em torno de um circuito de polímero longe o suficiente sem perder a informação original, "disse o co-primeiro autor Dr. Deepak Venkateshvaran, também do Laboratório Cavendish. "Como resultado, o campo da spintrônica orgânica esteve bastante quieto na última década. "

p A estrutura interna dos semicondutores orgânicos tende a ser altamente desordenada, como um prato de espaguete. Como tal, pacotes de carga não se movem tão rápido quanto em semicondutores como silício ou arseneto de gálio, ambos têm uma estrutura cristalina altamente ordenada. A maioria dos experimentos sobre o estudo de spin em semicondutores orgânicos descobriram que os spins do elétron e suas cargas se movem juntos, e como as cargas se movem mais lentamente, a informação de spin não vai longe:normalmente apenas algumas dezenas de nanômetros.

p Agora, a equipe liderada por Cambridge afirma ter encontrado as condições que podem permitir que os spins do elétron viajem longe o suficiente para um dispositivo spintrônico orgânico funcional.

p Os pesquisadores aumentaram artificialmente o número de elétrons nos materiais e foram capazes de injetar uma corrente de spin pura usando uma técnica chamada de bombeamento de spin. Semicondutores orgânicos altamente condutores, os pesquisadores descobriram, são governados por um novo mecanismo de transporte de spin que os transforma em excelentes condutores de spin.

p Este mecanismo essencialmente desacopla a informação de spin da carga, de modo que os spins são transportados rapidamente por distâncias de até um micrômetro:longe o suficiente para um dispositivo spintrônico baseado em laboratório.

p "Semicondutores orgânicos que têm comprimentos de transporte de spin longos e tempos de vida longos de spin são candidatos promissores para aplicações futuras baseadas em spin, computação de baixa energia, dispositivos de controle e comunicação, um campo que tem sido amplamente dominado por semicondutores inorgânicos até hoje, "disse Venkateshvaran, que também é membro do Selwyn College.

p Como uma próxima etapa, os pesquisadores pretendem investigar o papel que a composição química desempenha na capacidade de um semicondutor orgânico para transportar informações de spin de forma eficiente dentro de dispositivos protótipos.