Uma equipe de pesquisadores da Delft University of Technology (TU Delft), Universidade de Leiden, A Universidade Tohoku e o Instituto Max Planck para a Estrutura e Dinâmica da Matéria desenvolveram um novo tipo de scanner de ressonância magnética que pode gerar imagens de ondas em ímãs ultrafinos. Ao contrário das correntes elétricas, essas chamadas ondas de spin produzem pouco calor, tornando-os portadores de sinal promissores para futuras aplicações de TIC verdes.

Os scanners de ressonância magnética podem examinar o corpo humano de uma maneira não invasiva. O scanner detecta os campos magnéticos irradiados pelos átomos internos, o que torna possível estudar a saúde dos órgãos, mesmo que estejam escondidos sob espessas camadas de tecido.

O não invasivo, O poder transparente da ressonância magnética é desejável para muitos campos de pesquisa e indústrias. Pode ser particularmente útil como uma ferramenta de imagem em nanotecnologia e na indústria de chips. Ser capaz de detectar sinais em chips de computador e outros nanodispositivos facilitaria a otimização de seu desempenho e a redução de sua produção de calor. Contudo, a resolução em milímetros da ressonância magnética convencional é insuficiente para estudar dispositivos em escala de chip. Uma equipe de pesquisadores liderada por TU Delft desenvolveu agora um novo método para detectar ondas magnéticas na escala submicrométrica.

Centro NV

O sistema de ressonância magnética feito pelos pesquisadores de Delft usa um defeito de rede especial na estrutura cristalina do diamante. Este defeito - conhecido como centro de vacância de nitrogênio (NV) - consiste em um átomo de nitrogênio situado próximo a um local vazio na rede de carbono do diamante. "Tal centro NV é essencialmente um ímã do tamanho de um átomo que é extremamente sensível a campos magnéticos, "Toeno van der Sar, pesquisador da TU Delft, explica." Como tal, Os centros NV permitem imagens de alta resolução da estrutura magnética de uma amostra. "

Ondas de rotação animadas

As ondas de spin são ondas em materiais magnéticos que são fundamentais para o comportamento dos ímãs. Eles são promissores como portadores de informações porque produzem pouco calor. Sua natureza de onda torna possível construir dispositivos lógicos que realizam tarefas computacionais usando interferência de onda.

Ser capaz de ver as ondas é crucial para projetar dispositivos de ondas de spin "Para visualizar essas ondas, usamos um chip de diamante no qual criamos uma camada de centros NV, "Van der Sar explica." Colocamos este chip em cima de um filme magnético fino no qual excitamos ondas de spin usando eletrodos e correntes de micro-ondas. Os centros NV captam os campos magnéticos gerados pelas ondas de spin, permitindo imagens de onda de spin de alta resolução. "

Os pesquisadores demonstraram que a ressonância magnética de ondas de spin permite que as ondas de spin sejam visualizadas por meio de materiais opacos, como a fiação de metal em um chip. Além disso, a técnica tem a sensibilidade de detectar ondas de spin em ímãs com apenas um átomo de espessura. Van der Sar diz, "Como há atualmente um impulso no uso de ímãs ultrafinos para criar dispositivos lógicos em menor escala, esta técnica de imagem ajudará nesse desenvolvimento. "