p (PhysOrg.com) - Uma equipe liderada por pesquisadores da University of Wisconsin-Madison desenvolveu uma nova abordagem para a criação de nanodispositivos poderosos, e suas descobertas podem abrir caminho para que outros pesquisadores comecem um desenvolvimento mais amplo desses dispositivos. p As descobertas foram publicadas na edição online da Materiais da Natureza hoje (28 de fevereiro). Chang-Beom Eom, um professor de ciência e engenharia de materiais da UW-Madison, lidera a equipe, que inclui estudantes de graduação da UW-Madison e associados de pesquisa e colaboradores da Penn State University, a Universidade de Michigan e a Universidade da Califórnia, Berkeley.

p Os materiais de óxido metálico em particular (incluindo algumas ferritas) têm uma propriedade magnetoelétrica única que permite ao material mudar seu campo magnético quando sua polarização é trocada por um campo elétrico e vice-versa. Esta propriedade significa que esses materiais podem ser usados ​​como bases para dispositivos que atuam como tradutores de sinal capazes de produzir eletricidade, respostas magnéticas ou mesmo ópticas, e os dispositivos podem armazenar informações em qualquer uma dessas formas.

p Isso poderia produzir uma variedade de dispositivos magnetoelétricos com uma ampla gama de aplicações, como novos circuitos integrados ou pequenos dispositivos eletrônicos com a capacidade de armazenamento de informações de discos rígidos.

p "Todos nós temos dispositivos elétricos e magnéticos que funcionam de forma independente, mas às vezes queremos essas funções integradas em um dispositivo com um sinal usado para respostas múltiplas, "diz Eom.

p Essencialmente, Eom e sua equipe desenvolveram um roteiro para ajudar os pesquisadores a "acoplar" os mecanismos elétricos e magnéticos de um material. Enquanto os pesquisadores passam uma corrente através de um dispositivo magnetoelétrico, sinais elétricos seguem o campo elétrico como um caminho. O destino final dos sinais pode ser, como um exemplo, um "banco" de memória operado por um campo magnético. Quando os pesquisadores mudam o campo elétrico, os sinais encontram uma bifurcação no caminho. Embora ambas as pontas da cabeça do garfo estejam em uma direção semelhante, um caminho é o correto e fará com que o campo magnético mude. Isso permitirá que as informações transportadas pelos sinais sejam armazenadas no banco. Se os sinais tomarem o caminho incorreto, o estado magnético não muda, o banco permanece inacessível, e a informação é perdida assim que o campo elétrico é desligado.

p Além de determinar o caminho adequado para os sinais elétricos, a equipe desenvolveu uma matriz que garante que o efeito de acoplamento cruzado seja estável, ou não volátil, que permite o armazenamento de dados de longo prazo. Essa matriz é então incorporada em filmes finos.

p Essas duas descobertas - o caminho correto e a matriz estabilizadora - permitirão que outros pesquisadores estudem a física fundamental do acoplamento cruzado em materiais e comecem a investigar como transformar as muitas possibilidades dos dispositivos multifuncionais em realidade.

p "As pessoas têm imaginado vários usos para o acoplamento cruzado, "diz Eom." Este trabalho nos permitirá fazer dispositivos magnetoelétricos não voláteis em nanoescala, o que significa que podemos armazenar as informações mesmo depois de desligar a energia. "