Para realizar a próxima geração de dispositivos para processamento de informações com base em novos fenômenos, como a spintrônica, multiferróicos, magnetooptics, e magnônica, seus materiais constituintes precisam ser desenvolvidos. O rápido progresso recente da nanotecnologia nos permite fabricar nanoestruturas que são impossíveis de obter na natureza.

Contudo, óxidos magnéticos complexos são um dos sistemas materiais mais complicados em termos de desenvolvimento e análise. Além disso, o mecanismo detalhado é desconhecido pelo qual as mudanças na composição atômica que não afetam a estrutura geral levam a mudanças drásticas nas características do material, embora a estrutura do material seja semelhante.

Agora, pesquisadores do Spin Electronics Group da Toyohashi Tech e da Myongji University, Harbin Institute of Technology, Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Universidad Técnica Federico Santa María, Universidade da Califórnia, San Diego, e o Trinity College Dublin descobriram que a distribuição em nanoescala do ferro em titanato de estrôncio (STF) altera sua resposta magnética e magneto-óptica drasticamente. Surpreendentemente, a amostra policristalina mostrou magnetismo mais forte do que o filme cristalino único.

"Em sistemas de óxidos usuais, os efeitos magnéticos e magneto-ópticos são mais fortes em estruturas altamente ordenadas. Em outras palavras, o material monocristalino é melhor para obter melhores propriedades magnéticas, "explica o professor assistente Taichi Goto, "Contudo, titanato de estrôncio substituído com ferro depositado em certa pressão de oxigênio é diferente. "

Os filmes STF foram preparados por deposição de laser pulsado em várias pressões diretamente no substrato de silício, e a estrutura cristalina e as propriedades magnéticas foram caracterizadas sistematicamente. Uma amostra depositada a uma certa pressão mostrou magnetismo significativamente mais forte e maior ângulo de rotação de Faraday (efeitos magneto-ópticos) em temperatura ambiente. Vários testes que analisam a estequiometria de oxigênio e os estados de valência de Fe correspondentes, a estrutura e o estado de deformação, e a presença de frações de pequeno volume de ferro revelou que a nanoestrutura e o agrupamento dos elementos aumentaram o magnetismo.

Esses resultados mostram a ampla possibilidade de filmes policristalinos serem usados ​​em dispositivos à base de silício. Nesse artigo, a integração do filme STF com ressonador óptico de escala de 0,1 mm foi demonstrada. Avançar, a integração desses novos óxidos com conceitos de dispositivos convencionais abriria um caminho para sistemas interessantes no futuro.