Pesquisadores da New York University e da IBM Research demonstraram um novo mecanismo envolvendo o movimento do elétron em materiais magnéticos que aponta para novas maneiras de aumentar potencialmente o armazenamento de dados. O trabalho, relatado no jornal Cartas de revisão física , revela um processo para definir a direção da informação magnética, ou gire, com base em uma corrente elétrica.

A descoberta vem do campo científico da spintrônica, que considera a matéria condensada e a física quântica. Spintrônica é uma abreviatura de eletrônica, ou dispositivos elétricos, que usam o spin do elétron além de sua carga elétrica.

"Um dos principais objetivos da pesquisa spintrônica é controlar a direção do spin dos elétrons nos materiais, "explica Andrew Kent, um professor do Departamento de Física da NYU e um dos autores seniores do artigo. "Esta pesquisa mostra um mecanismo novo e fundamental para definir a direção do spin do elétron em um material condutor."

"Este avanço na spintrônica oferece uma nova maneira de exercer torques em uma camada magnética, "acrescenta o co-autor sênior Jonathan Sun da IBM Research e um pesquisador visitante da NYU." É um avanço promissor que tem o potencial de reduzir os requisitos de energia e espaço para armazenamento de dados de dispositivos. "

O trabalho, conduzido com Junwen Xu, um estudante graduado da NYU, e Christopher Safranski da IBM Research, é o exemplo mais recente de um fenômeno central para a transmissão de informação:alterando-a de uma forma para outra.

Por exemplo, telefones celulares convertem voz e e-mails em ondas de rádio que viajam para torres de telefonia celular, onde os sinais são transformados em elétricos, enquanto a internet transforma os sinais elétricos em ópticos (ou seja, pulsos de luz) para transmissão de longa distância.

No Cartas de revisão física pesquisar, Safranski, Sol, Xu, e Kent se concentrou em demonstrar um novo mecanismo para o controle da direção do giro - a direção que controla os bits de informação armazenados.

Historicamente, o fluxo de corrente em metais pesados ​​não magnéticos pode levar à polarização de spin, ou uma direção de seu momento magnético líquido, na superfície do condutor, um efeito conhecido como efeito de rotação Hall. Contudo, a direção da polarização do spin no efeito Hall do spin é sempre paralela à superfície do condutor. Isso limita suas aplicações porque fornece apenas um eixo possível de polarização de spin, limitação da densidade de armazenamento.

No Cartas de revisão física pesquisar, os cientistas usaram o efeito Hall-planar em um condutor ferromagnético para controlar a orientação do eixo de polarização do spin.

Especificamente, eles implantaram um condutor ferromagnético - ferro, níquel, e cobalto são exemplos de tais condutores - e descobriram que o fluxo de corrente no condutor pode produzir uma polarização de spin que está em uma direção definida por seu momento magnético. Isso é significativo porque a direção do momento magnético agora pode ser definida em praticamente qualquer direção desejada para definir a polarização do spin - uma flexibilidade que não é possível sob os contornos do efeito Hall do spin em metais pesados ​​não magnéticos.

Eles também descobriram que esses spins polarizados viajam para fora da camada ferromagnética e levam a uma corrente de spin pura - uma corrente de spin sem corrente elétrica associada - em um metal não magnético adjacente. Esse fenômeno tem o potencial de permitir uma nova geração de dispositivos de memória com controle de rotação para tecnologia de memória de alta densidade e mais eficiente.