Rosa:ponte YIG, verde:cola, cinza:safira Crédito:Cartas de Física Aplicada AIP
O novo armazenamento e a tecnologia da informação requerem novos materiais de alto desempenho. Um desses materiais é a granada ítrio-ferro, que tem propriedades magnéticas especiais. Graças a um novo processo, agora pode ser transferido para qualquer material. Desenvolvido por físicos da Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU), o método poderia promover a produção de menores, componentes mais rápidos e com maior eficiência energética para armazenamento de dados e processamento de informações. Os físicos publicaram seus resultados na revista Cartas de Física Aplicada .
Os materiais magnéticos desempenham um papel importante no desenvolvimento de novas tecnologias de armazenamento e informação. Magnonics é um campo emergente de pesquisa que estuda ondas de spin em camadas cristalinas. Spin é um tipo de momento angular intrínseco de uma partícula que gera um momento magnético. A deflexão do spin pode propagar ondas em um corpo sólido. "Em componentes magnônicos, elétrons não teriam que se mover para processar informações, o que significa que eles consumiriam muito menos energia, "explica o professor Georg Schmidt do Instituto de Física da MLU. Isso também os tornaria menores e mais rápidos do que as tecnologias anteriores.
Mas até agora, tem sido muito caro produzir os materiais necessários para isso. A granada ítrio-ferro (YIG) é frequentemente usada porque tem as propriedades magnéticas corretas. "O problema até agora tem sido que os muito finos, as camadas de alta qualidade necessárias só podem ser produzidas em um substrato específico e não podem ser destacadas, "explica Schmidt. O próprio substrato tem propriedades eletromagnéticas desfavoráveis.
Os físicos agora resolveram esse problema fazendo com que o material formasse estruturas semelhantes a pontes. Isso permite que seja produzido no substrato ideal e posteriormente removido. "Então, em teoria, essas pequenas plaquetas podem ficar presas a qualquer material, "diz Schmidt. O método foi desenvolvido em seu laboratório e é baseado em um processo de fabricação que pode ser feito em temperatura ambiente. No estudo atual, os cientistas colaram as plaquetas, que têm apenas alguns micrômetros quadrados de tamanho, em safira e então mediu suas propriedades. “Também tivemos bons resultados em baixas temperaturas, "diz Schmidt. Isso é necessário para muitos experimentos de alta frequência realizados em magnônica quântica.
"As plaquetas de granada ítrio-ferro também podem ser coladas ao silício, por exemplo, ", diz Schmidt. Esse semicondutor é muito usado em eletrônicos. Além disso, outras microestruturas de filme fino de qualquer formato podem ser produzidas a partir do YIG. De acordo com Schmidt, isso é particularmente excitante para componentes híbridos nos quais as ondas de spin são acopladas a ondas elétricas ou vibrações mecânicas.