Entre as principais reclamações do smartphone, usuários de laptop e outros aparelhos eletrônicos operados por bateria é que a vida da bateria é muito curta e, em alguns casos, que os dispositivos geram calor. Agora, um grupo de físicos liderados por Deepak K. Singh, professor associado de física e astronomia da Universidade de Missouri, desenvolveu um material de dispositivo que pode resolver ambos os problemas. A equipe solicitou uma patente para um material magnético que emprega uma estrutura única - uma estrutura em "favo de mel" que exibe propriedades eletrônicas distintas.

"Diodos e amplificadores semicondutores, que muitas vezes são feitos de silício ou germânio, são elementos-chave em dispositivos eletrônicos modernos, "disse Singh, que também atua como investigador principal do Laboratório de Pesquisa de Magnetismo e Supercondutividade da MU. "Um diodo normalmente conduz corrente e tensão através do dispositivo ao longo de apenas uma direção de polarização, mas quando a voltagem é invertida, a corrente pára. Este processo de comutação custa energia significativa devido à dissipação, ou o esgotamento da fonte de energia, afetando assim a vida da bateria. Ao substituir o semicondutor por um sistema magnético, acreditamos que poderíamos criar um dispositivo energeticamente eficaz que consome muito menos energia com funcionalidades aprimoradas. "

A equipe de Singh desenvolveu um modelo bidimensional, material nanoestruturado criado pelo depósito de uma liga magnética, ou permalloy, no modelo estruturado em favo de mel de uma superfície de silicone. O novo material conduz corrente unidirecional, ou correntes que fluem apenas em uma direção. O material também tem potência dissipativa significativamente menor em comparação com um diodo semicondutor, que normalmente está incluído em dispositivos eletrônicos.

O diodo magnético abre caminho para novos transistores magnéticos e amplificadores que dissipam muito pouca energia, aumentando assim a eficiência da fonte de alimentação. Isso pode significar que os projetistas podem aumentar a vida útil das baterias em mais de cem vezes. Menos energia dissipativa em processadores de computador também pode reduzir o calor gerado em CPUs de laptop ou desktop.

"Embora mais trabalhos precisem ser feitos para desenvolver o produto final, o dispositivo pode significar que uma carga normal de 5 horas pode aumentar para mais de 500 horas, "Singh disse." O dispositivo também pode atuar como um 'botão liga / desliga' para outros componentes da periferia, como câmeras de circuito fechado ou atenuadores de radiofrequência, que reduz o fluxo de energia através de um dispositivo. Solicitamos uma patente nos EUA e iniciamos o processo de incorporação de uma empresa spin-off para nos ajudar a levar o dispositivo ao mercado. "

A empresa startup proposta associada a esta pesquisa, destaca o impacto da universidade nos esforços de desenvolvimento econômico do estado, incluindo a comercialização de pesquisas conduzidas na Mizzou, desenvolvimento da força de trabalho e crescimento do emprego, melhorias na qualidade de vida para os residentes, e atrair corporações e negócios para o estado. As empresas que comercializam tecnologias MU garantiram centenas de milhões de dólares em investimentos e concessões para avançar seus esforços de comercialização. Em 2017, o Escritório de Gestão de Tecnologia e Relações com a Indústria informou que 31 patentes dos EUA foram emitidas para membros da comunidade MU.

Os estudos, "Comportamento de diodo magnético à temperatura ambiente em favos de mel 2D" e "Spin Solid versus estado ordenado de carga magnética na rede de favo de mel artificial de elementos conectados, "foram publicados em Materiais Eletrônicos Avançados e Ciência Avançada , respectivamente.