Descoberto novo fenômeno físico: o Efeito Spin-Hall

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/03/2005

O Efeito Spin-Hall enriquece a família fornecendo uma forma sem precedentes para a magnetização de semicondutores por meio de uma tensão elétrica.
[Imagem: Wunderlich et al.]

Famíla Hall de efeitos

Duas equipes internacionais de cientistas, trabalhando em separado, anunciaram simultaneamente a descoberta de um novo fenômeno físico, detectado em uma camada condutiva ultra-fina incorporada no interior de um chip.

O novo efeito foi batizado de Efeito Spin-Hall, ou efeito Hall de spin.

A descoberta inclui um novo membro naquela que é uma das mais respeitadas famílias de fenômenos na física e na microeletrônica - a família dos efeitos Hall.

Os três irmãos mais velhos (Efeitos Hall Ordinário, Anômalo e Quântico) são os responsáveis por todo o entendimento fundamental que a ciência adquiriu sobre os metais e os semicondutores.

Esses efeitos são utilizados em um sem-número de equipamentos, para a detecção de campos magnéticos, magnetização interna em condutores ou como padrão de resistência elétrica.

Efeito Hall de spin

O Efeito Spin-Hall enriquece a família fornecendo uma forma sem precedentes para a magnetização de semicondutores por meio de uma tensão elétrica. Isso dá um impulso e expande o horizonte da tecnologia conhecida como spintrônica, que há alguns anos atrás revolucionou a indústria das memórias de computadores, que até então só utilizava metais magnetizados de forma natural.

O Efeito Spin-Hall foi inicialmente previsto em 1971. Então, elétrons em movimento, levando consigo um minúsculo magneto chamado "spin", colidiu com impurezas e essas colisões geraram magnetizações opostas nas extremidades do condutor. Apesar das possibilidades intrigantes, a teoria caiu na obscuridade até 1999, quando foi redescoberta e voltou a ter atenção dos cientistas.

Agora, duas equipes independentes, uma ligada à empresa japonesa Hitachi, e outra formada por cientistas da Universidade Santa Bárbara, Estados Unidos, propuseram um novo mecanismo, chamado Efeito Spin-Hall Intrínseco, que consegue efetuar a magnetização sem a necessidade de colisões.

Camada condutiva

Os cientistas Jörg Wunderlich e Bernd Kaestner, do laboratório da Hitachi na Inglaterra, desenvolveram um novo tipo de equipamento para medir a magnetização em cada um dos lados de uma camada condutiva ultra-fina, inserida no interior de um chip semicondutor, utilizando diodos emissores de luz (LED).

Como eles utilizaram um design especial em camadas, os resultados de suas medições foram cerca de 10 vezes maiores do que as efetuadas pela equipe da Universidade de Santa Bárbara, que utilizou semicondutores convencionais.

A pesquisa foi publicada no último exemplar da revista Physics Today.

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