p Pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia e do Laboratório de Pesquisa Naval desenvolveram uma nova maneira de introduzir impurezas magnéticas em um cristal semicondutor cutucando-o com um microscópio de tunelamento de varredura (STM). Detalhado em um artigo recente, esta técnica permitirá aos pesquisadores implantar seletivamente átomos em um cristal, um de cada vez, para aprender sobre suas propriedades elétricas e magnéticas na escala atômica. p Uma melhor compreensão dessas propriedades é fundamental para o desenvolvimento da "spintrônica, "dispositivos eletrônicos que usarão o spin do elétron, uma característica do magnetismo, em vez de cobrar pelo armazenamento de informações. Spintrônica pode aumentar o desempenho de dispositivos eletrônicos, reduzindo o uso de energia e os custos de produção.

p Os fabricantes de eletrônicos geralmente introduzem impurezas nos cristais semicondutores para alterar a qualidade da condução de eletricidade do material. Os pesquisadores também podem introduzir impurezas que induzem um semicondutor a se tornar magnético. Nestes semicondutores magnéticos diluídos (DMS), os átomos de impureza adicionados normalmente devem deslocar um dos átomos originais na estrutura do cristal para se tornar "ativo". Um dos objetivos da pesquisa de materiais DMS é atingir temperaturas de operação mais altas, certificando-se de que todos os átomos de impureza magnética dopados sejam ativados. Saber como os átomos de impureza entram nos locais da rede do cristal hospedeiro é essencial para este processo.

p Os experimentos envolveram o depósito de átomos únicos de manganês em uma superfície de arseneto de índio. Para se tornar ativo e magnetizar o DMS, o átomo de manganês deve ocupar a cadeira de um dos átomos de índio ocupando um sítio de rede de índio. Usando a ponta da sonda STM, os pesquisadores do NIST eletrocutaram um átomo de índio com voltagem suficiente para desalojá-lo de seu lugar na rede e trocar de lugar com o átomo de manganês. Dessa forma, os pesquisadores podem escolher onde e qual átomo de manganês desejam ativar.

p Porque a troca acontece muito rapidamente, os pesquisadores não conseguem ver que caminho os átomos percorrem quando feitos para tocar cadeiras musicais. Para encontrar o caminho, pesquisadores do Laboratório de Pesquisa Naval fizeram modelos teóricos dos movimentos atômicos e identificaram dois caminhos possíveis para que a troca ocorresse. O grupo selecionou o caminho correto comparando os resultados do cálculo com os resultados experimentais do STM.

p Mais Informações: Y.J. Song, S.C. Erwin, G.M. Rutter, P.N. Primeiro, N.B. Zhitenev e J.A. Stroscio. Produção de impurezas substitucionais de Mn em InAs usando um microscópio de tunelamento de varredura. Nano Letras . Publicado online em 29 de setembro de 2009. pubs.acs.org/doi/full/10.1021/nl902575g

p Fonte:Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (notícias:web)