As demandas por armazenamento e processamento de dados têm crescido exponencialmente à medida que o mundo se torna cada vez mais conectado, enfatizando a necessidade de novos materiais capazes de armazenamento e processamento de dados mais eficientes.

Uma equipe internacional de pesquisadores, liderado pelo físico Paul Ching-Wu Chu, diretor fundador do Texas Center for Superconductivity da University of Houston, está relatando um novo composto capaz de manter suas propriedades skyrmion em temperatura ambiente por meio do uso de alta pressão. Os resultados também sugerem o potencial do uso de pressão química para manter as propriedades à pressão ambiente, oferecendo promessa para aplicações comerciais.

O trabalho é descrito no Proceedings of the National Academy of Sciences .

Um skyrmion é a menor perturbação possível para um ímã uniforme, uma região semelhante a um ponto de magnetização reversa cercada por uma torção giratória de spins. Essas regiões extremamente pequenas, junto com a possibilidade de movê-los usando muito pouca corrente elétrica, tornar os materiais que os hospedam candidatos promissores para armazenamento de informações de alta densidade. Mas o estado skyrmion normalmente existe apenas em uma faixa de temperatura muito baixa e estreita. Por exemplo, no complexo que Chu e colegas estudaram, o estado skyrmion normalmente existe apenas dentro de uma faixa estreita de temperatura de cerca de 3 graus Kelvin, entre 55 K e 58,5 K (entre -360,7 Fahrenheit e -354,4 Fahrenheit). Isso o torna impraticável para a maioria das aplicações.

Trabalhando com um composto de oxisseleneto de cobre, Chu disse que os pesquisadores foram capazes de expandir drasticamente a faixa de temperatura em que existe o estado de skyrmion, até 300 graus Kelvin, ou cerca de 80 graus Fahrenheit, próximo à temperatura ambiente. O primeiro autor Liangzi Deng disse que detectou com sucesso o estado em temperatura ambiente pela primeira vez abaixo de 8 gigapascais, ou GPa, de pressão, usando uma técnica especial que ele e seus colegas desenvolveram. Deng é pesquisador do Texas Center for Superconductivity at UH (TcSUH).

Chu, o autor correspondente para o trabalho, disseram que os pesquisadores também descobriram que o composto de oxisseleneto de cobre sofre diferentes transições de fase estrutural com o aumento da pressão, sugerindo a possibilidade de que o estado de skyrmion seja mais onipresente do que se pensava anteriormente.

"Nossos resultados sugerem a insensibilidade dos skyrmions às estruturas cristalinas subjacentes. Mais material skyrmion pode ser encontrado em outros compostos, também, "Disse Chu.

O trabalho sugere que a pressão necessária para manter o estado de skyrmion no composto de oxisseleneto de cobre pode ser replicada quimicamente, permitindo que funcione sob pressão ambiente, outro requisito importante para potenciais aplicações comerciais. Isso tem algumas analogias com o trabalho que Chu e seus colegas fizeram com a supercondutividade de alta temperatura, anunciando em 1987 que eles estabilizaram a supercondutividade de alta temperatura em YBCO (ítrio, bário, cobre, e oxigênio) substituindo os íons no composto por íons isovalentes menores.