Um estudo publicado na revista Ciência e Tecnologia de Materiais Avançados resume as principais conquistas feitas até o momento na pesquisa de ligas Heusler. "Nosso artigo de revisão pode servir como uma referência ideal para pesquisadores em materiais magnéticos, "diz Atsufumi Hirohata da Universidade de York, REINO UNIDO, que se especializou em spintrônica.

Spintrônica, também conhecido como spin eletrônico, é um campo da física aplicada que estuda o uso de spins de elétrons, em vez de sua carga, para transportar informações em dispositivos de estado sólido, com redução no consumo de energia e melhorias nas capacidades de memória e processamento.

Uma categoria de materiais que mostram grande promessa nesta área são as ligas de Heusler:materiais formados por uma ou duas partes de metal X, uma parte de metal Y, e uma parte de metal Z, cada um vindo de uma parte distinta da tabela periódica de elementos. O interessante sobre essas ligas é que, individualmente, os metais não são magnéticos, mas quando combinados, eles se tornam magnéticos.

Uma grande vantagem das ligas Heusler para dispositivos spintrônicos é a capacidade de controlar suas propriedades elétricas e magnéticas exclusivas, que resultam diretamente dos spins do elétron, fazendo alterações em suas estruturas cristalinas. Mas isso requer temperaturas muito altas, que os pesquisadores desejam reduzir.

Nas últimas décadas, os cientistas têm trabalhado em abordagens para cultivar filmes de liga Heusler em temperatura ambiente em substratos especiais com estruturas de cristal que são semelhantes às da liga. A interação entre as duas redes pode levar ao desenvolvimento de semimetalicidade na liga de Heusler, onde apenas elétrons girando em uma orientação são conduzidos através do material, enquanto aqueles girando em outra não.

Os pesquisadores precisam ser capazes de medir as propriedades dos materiais para conduzir suas investigações. A estrutura atômica das ligas de Heusler pode ser observada diretamente por difração de raios-X e indiretamente medida através do exame da relação entre a resistência do material a uma corrente elétrica e as mudanças de temperatura. Outras técnicas também estão disponíveis para medir suas propriedades magnéticas.

Hirohata e seus colegas estão atualmente trabalhando na fabricação de uma junção magnética metálica feita de filmes de liga de Heusler. Essas junções são feitas de dois ferromagnetos separados por um isolador fino. Quando a camada isolante é fina o suficiente, elétrons são capazes de tunelar de um ferromagneto para o outro. Há baixa resistência ao movimento do elétron, desde que um campo magnético externo seja aplicado, mas assim que for removido, o material se torna altamente resistente ao movimento do elétron. "Espera-se que esses dispositivos substituam as células de memória e sensores magnéticos usados ​​atualmente, "diz Hirohata. A equipe espera desenvolver junções magnéticas metálicas com magnetorresistência muito maior do que o recorde atual em temperatura ambiente, realizando uma memória de próxima geração para uma sociedade sustentável.