Às vezes, combinações de coisas diferentes produzem efeitos que ninguém espera, como quando propriedades completamente novas aparecem que as duas partes combinadas não possuem sozinhas. Dr. Libor Šmejkal da Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) encontrou uma propriedade tão inesperada:ele combinou substâncias antiferromagnéticas com átomos não magnéticos e descobriu que, contrário à doutrina atual, ocorre uma corrente Hall - o que não é o caso com substâncias antiferromagnéticas ou não magnéticas individualmente.

Isso poderia oferecer um potencial totalmente novo para a nanoeletrônica. Por um lado, essas combinações de materiais ocorrem com muita frequência na natureza. Portanto, esta descoberta tem o potencial de reverter a demanda crescente por elementos pesados ​​raros em magneto-eletrônica convencional e, em vez de, direcionar a pesquisa e aplicações para materiais abundantes. Além disso, a corrente Hall exibe baixa dissipação de energia. Isso é particularmente importante à luz do fato de que a tecnologia da informação está se tornando o maior consumidor de energia nas indústrias. Uma vez que os materiais não possuem um campo magnético externo e, portanto, são magneticamente invisíveis, eles podem ser compactados de forma muito compacta e permitir um alto grau de miniaturização da nanoeletrônica. Esses materiais anteriormente esquecidos também pontuam em termos de velocidade, uma vez que permitem uma velocidade muitas vezes maior do que os ferromagnetos, assim, as frequências poderiam ser alteradas da faixa de gigahertz para a faixa de terahertz. Resumindo:a descoberta tem um lugar especial no novo campo de rápido crescimento da magnetoeletrônica antiferromagnética, que também é conhecido como spintrônica. O Dr. Libor Šmejkal e seus colegas da Universidade de Mainz publicaram recentemente seus resultados em Avanços da Ciência .

Qual é a corrente do corredor?

Para entender a pesquisa de Šmejkal, deve-se começar com o efeito Hall em homenagem ao físico Professor Edwin Hall. Se uma tensão for aplicada a condutores não magnéticos convencionais, como cobre, a corrente flui na direção dada pelo campo elétrico. Contudo, se um campo magnético externo for adicionado, a corrente se afasta da direção aplicada. Este componente cruzado adicional é conhecido como corrente Hall. O efeito Hall descrito foi usado para caracterizar semicondutores, que moldou a eletrônica de silício moderna. Segunda descoberta de Hall:a magnetização interna de um condutor ferromagnético como o ferro também pode levar a tal deflexão de corrente cruzada. Isso tornou o efeito Hall também uma das pedras angulares da magnetoeletrônica, um amplo campo que se estende desde sensores até tecnologias de memória.

A descoberta de antiferromagnetos, que são muito mais comuns na natureza do que ferromagnetos, é atribuído ao professor Louis Néel. Nestes, os momentos magnéticos dos átomos são orientados em direções opostas. Os efeitos observados em ferromagnetos, portanto, se cancelam - incluindo a corrente Hall. Os antiferromagnetos se comportam externamente como os condutores não magnéticos usuais e, portanto, não são aplicáveis ​​para magnetoeletrônica.

Efeito incomum:Corrente Hall em antiferromagetes

Os cristais não magnéticos e antiferromagnéticos são conhecidos há décadas por estarem ausentes das correntes Hall. Dr. Libor Šmejkal, Contudo, encontraram um cristal com uma combinação intrigante de átomos não magnéticos e antiferromagnéticos que produz uma forte corrente Hall. Notavelmente, cristais com átomos antiferromagnéticos e não magnéticos não são incomuns na natureza, mas bastante difundido.

"Romper com a sabedoria científica convencional requer talentos e habilidades extraordinárias, "disse o diretor do grupo de pesquisa, Professor Jairo Sinova." Este também é o caso do Dr. Libor Šmejkal. Ele é um talento físico excepcional que, como um doutorado recém-formado, já goza da reputação de um líder internacional em seu campo. "

Šmejkal defendeu seu Ph.D. tese apenas alguns meses atrás, mas já deu uma dúzia de palestras convidadas em conferências internacionais e publicou vários artigos em revistas científicas de alta qualidade. Imediatamente após o doutorado defesa, Šmejkal assumiu a posição de líder de equipe independente no grupo INSPIRE no Instituto de Física JGU.