Em pesquisa publicada em Avanços da Ciência , um grupo liderado por cientistas do Centro RIKEN para Ciência da Matéria Emergente (CEMS) usou o princípio de acoplamento magneto-rotação para suprimir a transmissão de ondas sonoras na superfície de um filme em uma direção, permitindo-lhes viajar na outra. Isso pode levar ao desenvolvimento de retificadores acústicos - dispositivos que permitem que as ondas se propaguem preferencialmente em uma direção, com aplicações potenciais em tecnologia de comunicações.

Dispositivos conhecidos como retificadores são extremamente importantes no desenvolvimento de tecnologia. Os mais conhecidos são os diodos eletrônicos, que são usados ​​para converter CA em eletricidade CC, essencialmente tornando a eletrificação possível.

No estudo atual, o grupo examinou o movimento das ondas acústicas da superfície - movimentos do som como a propagação de terremotos sobre a superfície da Terra - em um filme magnético. Existe uma interação entre as ondas acústicas de superfície e as ondas de spin, distúrbios em campos magnéticos dentro do material que podem se mover através do material.

As ondas acústicas de superfície podem excitar as ondas de spin de duas maneiras. 1, acoplamento magneto-elástico, está muito bem documentado. Contudo, um segundo, acoplamento magneto-rotação, foi proposto há mais de 40 anos por Sadamichi Maekawa, um dos autores do estudo atual, mas não foi verificado experimentalmente até agora.

No estudo atual, os autores descobriram que os dois mecanismos ocorrem ao mesmo tempo, mas sob diferentes intensidades. Eles descobriram que quando a magnetização da amostra magnética está girando na mesma direção das ondas acústicas de superfície, a energia das ondas de superfície acústicas é transferida de forma mais eficiente para as ondas de spin, aumentando a rotação da magnetização. Na verdade, os pesquisadores conseguiram identificar uma configuração de acoplamento unidirecional onde apenas a energia das ondas acústicas de superfície em uma direção poderia ser transferida para a rotação da magnetização. Eles também notaram que este efeito de retificação era mais pronunciado quando o material magnético exibia anisotropia magnética, o que significa que havia uma direção preferencial de magnetização interna, mesmo antes da aplicação de um campo magnético externo.

Mingran Xu de RIKEN CEMS, o primeiro autor do artigo, diz:"Foi muito emocionante mostrar que o fenômeno do acoplamento magneto-rotação realmente ocorre, e que pode ser usado para suprimir completamente o movimento da energia acústica em uma direção. "

Jorge Puebla, também de RIKEN CEMS, diz:"Esperamos que possamos usar este trabalho para criar um 'diodo acústico' equivalente aos diodos eletrônicos que são tão importantes. Poderíamos com relativa facilidade fazer um dispositivo onde a energia acústica é eficientemente transferida em uma direção, mas bloqueada na outra . Isso está acontecendo em frequências de micro-ondas, que é a faixa de interesse para a tecnologia de comunicação 5G, portanto, as ondas acústicas de superfície podem ser um candidato interessante para essa tecnologia. "