A spintrônica, um campo que combina o estudo dos spins dos elétrons e seu transporte com dispositivos eletrônicos, é uma promessa para o avanço das tecnologias de armazenamento e memória de dados. Um desafio significativo na spintrônica tem sido encontrar materiais que possam transportar spins com eficiência por longas distâncias. Agora, os pesquisadores descobriram que um isolador da espessura de um átomo pode desempenhar um papel crucial no aumento do transporte de spin em certos materiais.

Em um estudo recente publicado na Nature Materials, pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, e do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley demonstraram como uma camada fina de um átomo de nitreto de boro hexagonal (h-BN) pode melhorar o transporte de spin em um material semicondutor bidimensional. conhecido como disseleneto de tungstênio (WSe2).

Quando um elétron se move através de um material, ele carrega não apenas uma carga elétrica, mas também um momento magnético, conhecido como spin. Na spintrônica, o objetivo é aproveitar e manipular esses giros para processamento e armazenamento de informações. No entanto, os spins podem facilmente perder a coerência e mudar de direção devido às interações com o ambiente circundante.

Os pesquisadores descobriram que colocar uma camada atomicamente fina de h-BN em cima do WSe2 levou a uma melhoria significativa nas propriedades de transporte de spin. A camada h-BN atuou como uma barreira protetora, protegendo os spins do WSe2 das interações com defeitos e impurezas na superfície. Isso permitiu que os giros percorressem distâncias maiores sem perder a coerência.

A equipe de pesquisa atribuiu o transporte aprimorado de spin à interface de alta qualidade entre h-BN e WSe2. A camada h-BN atomicamente suave minimizou o espalhamento e forneceu um ambiente limpo para o transporte de spin no WSe2.

As descobertas sugerem que o h-BN e outros isoladores bidimensionais poderiam desempenhar um papel crucial em futuros dispositivos spintrônicos, permitindo o transporte e a manipulação eficientes do spin. Isso poderia levar a avanços significativos nas tecnologias de armazenamento e memória de dados baseadas em spin, abrindo caminho para uma computação mais rápida e com maior eficiência energética.

O estudo também destaca a importância da engenharia de materiais e do design de interfaces na spintrônica, onde o controle das propriedades dos materiais no nível atômico pode levar a avanços no desempenho do dispositivo.