Óxidos de metais de transição (TMO) são amplamente estudados, materiais tecnologicamente importantes, devido às suas complexas interações eletrônicas, resultando em uma grande variedade de fenômenos coletivos. Os efeitos de memória em TMOs atraíram um grande interesse, sendo de interesse científico fundamental e significado tecnológico.
Dr. Amos Sharoni, do Departamento de Física da Universidade Bar-Ilan, e Instituto de Nanotecnologia e Materiais Avançados (BINA), agora descobriu um novo tipo de efeito de memória, não relacionado aos efeitos de memória relatados anteriormente.
Dra. Sharoni, junto com seu aluno Naor Vardi, e apoiado por modelagem teórica por Yonatan Dubi da Ben-Gurion University no Negev, utilizou um projeto experimental simples para estudar mudanças nas propriedades de dois TMOs, VO2 e NdNiO3, que passam por uma transição de fase metal-isolante. Seus resultados, acabei de publicar no jornal Materiais avançados , não só demonstra um novo fenômeno, mas, importante, também fornece uma explicação de sua origem.
Memória de reversão de rampa
As transições metal-isolante são transições de um metal (material com boa condutividade elétrica de cargas elétricas) para um isolante (material onde a condutividade de cargas é rapidamente suprimida). Essas transições podem ser alcançadas por uma pequena variação de parâmetros externos, como pressão ou temperatura.
No experimento de Sharoni, quando aquecidos os TMOs estudados transitam de um estado para outro, e suas propriedades sofrem uma mudança, começando em uma pequena área onde "ilhas" se desenvolvem e crescem, e vice-versa durante o resfriamento, semelhante à coexistência de gelo e água durante o derretimento. Sharoni resfriou suas amostras enquanto a transição estava em andamento, e então examinou o que aconteceu quando eles foram reaquecidos. Ele descobriu que quando o óxido de metal reaquecido atingiu o ponto de temperatura em que ocorreu o resfriamento, isso é, no estado de coexistência de fase - um aumento na resistência foi medido. E esse aumento na resistência foi observado em cada ponto diferente em que o resfriamento foi iniciado. Este fenômeno até então desconhecido e surpreendente demonstra a criação de uma "memória".
Sharoni explica:"Quando a rampa de temperatura é revertida, e a amostra é resfriada ao invés de aquecida, a mudança de direção cria uma "cicatriz" onde quer que haja um limite de fase entre as ilhas condutoras e isolantes. A sequência de reversão da rampa "criptografa" no TMO uma "memória" da temperatura de reversão, que se manifesta como aumento da resistência ". Além disso, é possível criar e armazenar mais de uma "memória" no mesmo espaço físico.
Sharoni compara a criação de uma "cicatriz" ao movimento das ondas na praia. Uma onda precipita-se na praia e à medida que recua deixa um pequeno monte de areia no ponto mais afastado que atingiu. Quando a onda retorna, ela desacelera e freia ao atingir o obstáculo do monte em seu caminho. Contudo, se uma onda forte segue, ele corre sobre o monte e o destrói. De forma similar, Sharoni descobriu que aquecer ainda mais o TMO permite que ele complete a transição e cruze os limites marcados, "curando" as cicatrizes e apagando imediatamente a memória. Em contraste, o resfriamento não os apaga.
Tecnologia e Segurança
Os resultados do trabalho de Sharoni terão impacto importante em pesquisas adicionais, experimental e teórico, e a simplicidade do projeto experimental permitirá que outros grupos que estudam sistemas relevantes realizem medições semelhantes com facilidade.
A natureza multiestado do efeito memória, em que mais de uma informação pode coexistir no mesmo espaço, poderia ser aproveitado para tecnologia de memória. E embora os dados do computador excluídos não sejam seguros e possam ser recuperados, pelo menos parcialmente, por hackers talentosos, a propriedade "apagar na leitura" desse sistema pode dar uma contribuição inestimável para as tecnologias de segurança.
