p A próxima geração de tecnologia da informação poderia tirar proveito da spintrônica - eletrônica que usa os minúsculos campos magnéticos que emanam dos elétrons em rotação, bem como as cargas elétricas dos próprios elétrons - para mais rápido, dispositivos eletrônicos menores que usam menos energia. p Trabalhos recentemente publicados por cientistas do Laboratório Nacional de Energia Renovável e da Universidade de Utah podem contribuir para o sucesso futuro da eletrônica baseada em spin. Eles mostraram que o transporte de elétrons com um determinado estado de spin por meio de uma perovskita híbrida orgânica-inorgânica bidimensional pode ser manipulado pela introdução de moléculas orgânicas especiais na estrutura de multicamadas. Estes são quirais, o que significa que eles preferem uma helicidade eletrônica sobre a outra.

p O novo jornal, "Transporte de carga dependente de spin através de perovskitas de iodeto de chumbo híbrido 2-D quiral, "aparece no jornal Avanços da Ciência . Os pesquisadores trabalharam juntos sob a égide do Centro de Semicondutores Orgânicos Inorgânicos Híbridos para Energia (CHOISE), um Centro de Pesquisa de Fronteira de Energia financiado pelo Escritório de Ciência do Departamento de Energia dos EUA, Ciências Básicas da Energia.

p Haipeng Lu, um pesquisador de pós-doutorado que trabalha com Matthew C. Beard, pesquisador sênior do NREL e diretor da CHOISE, e Z. Valy Vardeny, Distinto Professor de Física da U, são os principais autores do artigo.

p "Descobrimos que a estrutura multicamadas atua como um filtro de spin natural, que pode ser usado para injetar elétrons alinhados por spin em camadas ativas sem a necessidade de um campo magnético externo. Este é o início de um novo paradigma da spintrônica sem campo magnético, "disse Vardeny.

p Um elétron pode ter spins "para cima" ou "para baixo", e elétrons com spins opostos podem ocupar o mesmo estado eletrônico. O principal desafio em um dispositivo spintrônico é controlar a densidade de elétrons com polarização de spin; isso é, para manipular o número de elétrons com estados de spin bem definidos. Computação quântica baseada em spin, por exemplo, exigirá a capacidade de controlar e lidar com esses estados de rotação individuais. Uma maneira de controlar correntes polarizadas por spin é por meio de "seletividade de spin induzida por quiral, "onde o transporte de elétrons com estados de spin" para cima "ou" para baixo "depende da quiralidade dos materiais de transporte - uma propriedade estrutural de um sistema em que sua imagem no espelho não é sobreposta a si mesma. Por exemplo, um sistema quiral orientado para "canhotos" pode permitir o transporte de elétrons com spins "para cima", mas bloquear elétrons com spins "para baixo" e vice-versa.

p Os cientistas demonstraram como integrar uma sub-rede orgânica quiral em uma estrutura inorgânica, criar um sistema quiral que pode transportar elétrons com o controle de spin desejado. Essas perovskitas em camadas híbridas orgânicas / inorgânicas preferem conduzir um estado de spin dependendo da "habilidade manual" das moléculas orgânicas quirais. Assim, os filmes de perovskita quirais atuam como um filtro de rotação.

p Este trabalho abre a porta para futuros dispositivos spintrônicos baseados em filtros de spin perovskita quirais.

p A pesquisa se baseia em uma descoberta acidental feita pela equipe de Beard há vários anos, de que os materiais perovskita exibem um eficiente efeito ótico Stark em temperatura ambiente. O efeito pode ser usado para controlar ou endereçar estados de spin individuais usando pulsos de luz ótica. Embora dispositivos optoeletrônicos spin baseados em perovskitas orgânico-inorgânicas híbridas tenham sido propostos teoricamente, Vardeny e seus colegas pesquisadores da Universidade de Utah anunciaram no início deste ano que eram capazes de demonstrar tais dispositivos, incluindo válvulas de spin e LEDs de spin.

p Os filtros de spin desenvolvidos aqui são outro componente das aplicações spintrônicas baseadas em perovskita.

p A CHOISE forneceu o financiamento por meio do Departamento de Energia dos EUA, Escritório de Ciências Básicas de Energia como parte de um Centro de Pesquisa de Fronteira de Energia.