A futura tecnologia de computador baseada em antiferromagnetos isolantes está progredindo. Antiferromagnetos eletricamente isolantes, como óxido de ferro e óxido de níquel, consistem em ímãs microscópicos com orientações opostas. Os pesquisadores os veem como materiais promissores que substituem os atuais componentes de silício em computadores. Físicos da Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) em colaboração com a Tohoku University em Sendai, no Japão, as fontes síncrotron BESSY-II em Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), e fonte de luz diamante, o síncrotron nacional do Reino Unido, demonstraram como a informação pode ser escrita e lida eletricamente em materiais isolantes antiferromagnéticos.

Ao correlacionar a mudança na estrutura magnética, observado com imagem baseada em síncrotron, às medições elétricas realizadas na JGU, foi possível identificar os mecanismos de escrita. Essa descoberta abre caminho para aplicações que vão da lógica ultrarrápida aos cartões de crédito que não podem ser apagados por campos magnéticos externos - graças às propriedades superiores dos antiferromagnetos sobre os ferromagnetos. A pesquisa foi publicada em Cartas de revisão física .

Materiais antiferromagnéticos permitem potencialmente elementos de memória muito mais rápido e com maior capacidade de armazenamento do que está disponível agora com a eletrônica convencional. Contudo, esses materiais são muito difíceis de controlar e detectar, o que torna as operações de escrita e leitura em dispositivos desafiadoras. Em seu discurso para o Prêmio Nobel de 1970, Louis Néel descreveu os materiais antiferromagnéticos como interessantes, mas inúteis. Acreditava-se que só se pode manipular esses materiais por meio de campos magnéticos muito fortes, que não pode ser gerado facilmente e requer, por exemplo, o uso de ímãs supercondutores. A situação mudou drasticamente nos últimos anos, com relatórios mostrando que é possível controlar materiais antiferromagnéticos incluindo até isoladores de forma eficiente por correntes elétricas.

“Sabemos que vamos atingir em breve os limites da eletrônica convencional baseada em silício, devido ao contínuo aprimoramento tecnológico. Esse é o principal motivo que impulsiona a pesquisa em spintrônica, que visa explorar não apenas a carga dos elétrons, mas também o grau de liberdade de spin, dobrando as informações transportadas e computadas, "disse o Dr. Lorenzo Baldrati, Marie Skłodowska-Curie Fellow na Universidade de Mainz e primeira autora do artigo. "Nossa pesquisa mostra que os materiais isolantes antiferromagnéticos podem ser escritos de forma eficiente e lidos eletricamente, que é uma etapa fundamental em termos de aplicativos. "

A professora Olena Gomonay do grupo JGU do professor Jairo Sinova desenvolveu a teoria. "Gostei do trabalho conjunto dos colegas experimentais em Mainz. Foi emocionante ver como a teoria e o experimento se ajudam a descobrir novos mecanismos físicos e fenômenos, "disse Golomay." Embora nosso trabalho se concentrasse em apenas um sistema específico, pode ser considerado uma prova de princípio para a família dos isoladores antiferromagnéticos. Esperamos que o profundo conhecimento da dinâmica antiferromagnética, que alcançamos durante este projeto, impulsionará o campo emocionante da spintrônica antiferromagnética e será um ponto de partida para novos projetos conjuntos de nossos grupos. "