Observação direta de merons e antímeros antiferromagnéticos Crédito:Mona Bhukta / JGU Os dispositivos eletrônicos que usamos no dia a dia são alimentados por correntes elétricas. Este é o caso das luzes da nossa sala de estar, das máquinas de lavar e das televisões, para citar apenas alguns exemplos. O processamento de dados em computadores também depende de informações fornecidas por minúsculos portadores de carga chamados elétrons.
O campo da spintrônica, entretanto, emprega um conceito diferente. Em vez da carga dos electrões, a abordagem spintrónica consiste em explorar o seu momento magnético, ou seja, o seu spin, para armazenar e processar informação – com o objectivo de tornar os computadores do futuro mais compactos, rápidos e sustentáveis.
Uma forma de processar informações com base nesta abordagem é usar os vórtices magnéticos chamados skyrmions ou, alternativamente, seus primos ainda pouco compreendidos e mais raros, chamados "merons". Ambas são estruturas topológicas coletivas formadas por numerosos spins individuais. Até o momento, os merons só foram observados em antiferromagnetos naturais, onde são difíceis de analisar e manipular.
Encontrando merons em antiferromagnetos sintéticos
Trabalhando em colaboração com equipes da Universidade Tohoku, no Japão, e da Instalação de Luz Síncrotron ALBA, na Espanha, pesquisadores da Universidade Johannes Gutenberg Mainz (JGU) foram os primeiros a demonstrar a presença de merons em antiferromagnetos sintéticos e, portanto, em materiais que podem ser produzidos usando técnicas de deposição padrão. Os resultados da pesquisa atual foram publicados na Nature Communications .
"Conseguimos criar um novo habitat para uma espécie nova e muito 'tímida'", disse o Dr. Robert Frömter, físico da JGU. A realização da pesquisa envolve o projeto de antiferromagnetos sintéticos de tal forma que neles se formem merons, bem como a detecção dos próprios merons.
Para reunir os materiais correspondentes feitos de múltiplas camadas, os pesquisadores realizaram extensas simulações e conduziram cálculos analíticos de estruturas de spin em cooperação com um grupo teórico da JGU. O objetivo foi determinar a espessura ideal de cada camada e o material adequado para facilitar o alojamento dos merons e compreender os critérios para sua estabilidade.
Juntamente com o trabalho teórico, a equipe realizou experimentos para enfrentar esses desafios. "Com a ajuda da microscopia de força magnética em conjunto com a menos familiar microscopia eletrônica de varredura com análise de polarização, identificamos com sucesso merons em nossos antiferromagnetos sintéticos", explicou Mona Bhukta, doutoranda no Instituto de Física da JGU. “Conseguimos assim dar um passo em frente em direção à aplicação potencial de merons”.
Mais informações: Mona Bhukta et al, Merons antiferromagnéticos homoquirais, antímeros e bimeros realizados em antiferromagnetos sintéticos, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45375-z Informações do diário: Comunicações da Natureza
