A segunda metade do dia 20 século foi a era da eletrônica, os dispositivos eletrônicos tornaram-se miniaturizados e ainda mais complexos, criando problemas para seu consumo de energia e desperdício de calor. A Spintronics promete armazenar ou transportar informações com base apenas em spins, o que funcionaria mais rápido com muito menos energia. Infelizmente ainda é um desafio controlar o spin em um material por campos externos de forma confiável e em escala.
As séries de dicalcogeneto de metal de transição (TMD) são os materiais quase bidimensionais mais intensamente estudados além do grafeno, com ondas de densidade de carga, supercondutividade e topologia não trivial, todos comuns em toda a família de materiais. Disseleneto de háfnio (HfSe₂ ) pertence a esta classe de materiais. Agora, os cientistas do BESSY II revelaram uma nova propriedade de sua estrutura eletrônica que pode levar a uma rota mais conveniente para gerar e controlar as correntes de spin.

“Para mudar da eletrônica para a spintrônica, temos que encontrar materiais em que os elétrons de spin para cima e para baixo se comportem de maneira diferente”, explica o primeiro autor Oliver Clark. Existem duas maneiras de fazer isso, ele aponta:"Nós podemos perturbar externamente o material para que os elétrons de spins diferentes se tornem funcionalmente inequivalentes, ou podemos usar ímãs onde os elétrons de spins opostos são intrinsecamente diferentes".

Para o primeiro método, a dificuldade está em encontrar pares adequados de materiais e mecanismos pelos quais o controle de spin pode ser imposto externamente. Por exemplo, nos chamados TMDs estruturados em 2H, são necessários monocristais perfeitos e uma fonte de luz circularmente polarizada. Por outro lado, o segundo método é muito mais fácil, mas a integração de ímãs em dispositivos é problemática para a operação de componentes eletrônicos convencionais, especialmente em pequenas escalas.

Luz linearmente polarizada faz o truque

Mas entre essas duas maneiras, existe um meio-termo, pelo menos para alguns materiais selecionados, como HfSe₂ . "Se você sondar este material com luz polarizada linearmente - que é mais fácil de produzir do que luz polarizada circularmente - o material age como um ímã em termos de sua estrutura de spin. os problemas associados a outras propriedades magnéticas", explica Clark. A vantagem:a qualidade do cristal ou a orientação da amostra não importa mais.

Isso fornece uma rota inteiramente nova para a geração de correntes polarizadas por spin a partir de dicalcogenetos de metais de transição. Os físicos estão muito animados com as implicações deste trabalho. "Nossos resultados são relevantes não apenas para os físicos preocupados com materiais bidimensionais em camadas, mas também para especialistas em fabricação de dispositivos spintrônicos e optospintrônicos", diz Clark.

A pesquisa foi publicada em Nature Communications . + Explorar mais

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