p Existe uma rachadura em tudo, Leonard Cohen cantou; é assim que a luz entra. Agora, uma equipe liderada por cientistas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) explorou as propriedades de uma classe promissora de materiais com novos recursos que dependem dessas rachaduras. Seus resultados podem ajudar a abrir o caminho para aplicações práticas, desde memória não volátil de computador até janelas de escurecimento rápido. p Os materiais em questão foram apelidados de magneto-iônicos - substâncias magnéticas com propriedades que dependem do arranjo dos íons, que são átomos com carga elétrica. Os designers de memória de computador gostam deles porque funcionam de maneira diferente dos dispositivos eletrônicos tradicionais, que dependem do movimento dos elétrons para representar 1s e 0s. Mas os elétrons não permanecem nos dispositivos tradicionais quando a energia acaba.

p Entre magneto-iônicos, que são formados por várias camadas extremamente finas de partículas cristalinas contendo oxigênio empilhadas umas sobre as outras. Essas partículas se empilham, mas tem pequenos espaços entre eles - permitindo que os íons de oxigênio se movam entre as partículas. Se camadas de partículas forem colocadas como uma película fina sobre uma superfície, os íons podem ser movidos para cima e para baixo através das camadas usando um campo elétrico, mudando como eles se comportam, mesmo fazendo com que as camadas magnéticas percam seu magnetismo. Controlar se as camadas são magnéticas ou não permite o armazenamento de informações como 1s e 0s. E uma vez que um íon se move para um novo lugar, tende a ficar lá, mesmo sem eletricidade.

p Existem outras tecnologias de memória não volátil, mais notavelmente discos rígidos e memória flash, mas eles funcionam relativamente devagar, têm tempos de vida relativamente curtos e não podem ser aumentados além de um determinado ponto - discos rígidos, por exemplo, só pode ter tantas camadas. As tecnologias iônicas também operariam lentamente, mas seria mais escalonável.

p O apelo desses filmes magneto-iônicos vai muito além do armazenamento de dados, no entanto, disse o físico do NIST Dustin Gilbert, por causa da ampla gama de propriedades que podem ser alteradas movendo os íons de oxigênio.

p "Controlar as distribuições de oxigênio oferece uma oportunidade de ajustar praticamente todas as propriedades de um material:magnético, estrutural, óptico, mecânico ou químico, para nomear alguns, "Gilbert disse." Então, em um sentido amplo, você pode imaginar qualquer número de dispositivos onde aplicamos uma voltagem e mudamos totalmente seu comportamento funcional. Uma possibilidade seria um revestimento de janela que muda de opaco para espelhado ou transparente, para que você pudesse deixar a luz do sol entrar com o toque de um botão. "

p Apesar de seu potencial mais amplo, a maior parte da pesquisa que foi realizada até agora em magneto-iônicos foi em filmes extremamente finos com apenas algumas camadas atômicas de espessura. A equipe do NIST decidiu explorar o comportamento dos filmes substancialmente mais espessos que poderiam ser cruciais para aplicações comerciais.

p Sua pesquisa, realizada usando refletometria de nêutrons no NIST Center for Neutron Research, revelou uma série de descobertas úteis para o futuro da indústria. Partículas menores, por exemplo, tendem a produzir melhores filmes magneto-iônicos, já que existem mais fissuras através das quais os íons de oxigênio podem viajar. Também, alterar a composição química e a estrutura cristalina das partículas e camadas altera as propriedades do filme dramaticamente, o que significa que a engenharia de partículas será uma grande preocupação para os fabricantes.

p As propriedades dos filmes também mudam depois que os íons de oxigênio fazem algumas viagens de ida e volta através das camadas, levantando questões sobre quanto tempo poderia durar um dispositivo baseado em magneto-iônica.

p "Precisamos ser capazes de alternar essas coisas um grande número de vezes, "Gilbert disse." Sua durabilidade e velocidade estão melhorando rapidamente, mas ainda há um caminho a percorrer. Ao compreender melhor o movimento do oxigênio nesses dispositivos, nosso trabalho deve ajudar muito com isso. Descobrimos a física subjacente às propriedades magnéticas desses filmes, que deve esclarecer os engenheiros sobre como eles podem usá-los. "