Magnetita bate recorde de chaveamento elétrico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/09/2013

Um pulso óptico altera a estrutura eletrônica da magnetita em um trilionésimo de segundo, fazendo o material passar de isolante para condutor.
[Imagem: Greg Stewart/SLAC]

Magnetita

A magnetita (Fe₃O₄) é conhecida pela humanidade há tanto tempo, e tem sido tão estudada, que parece inacreditável que esse mineral magnético tão comum tenha novas surpresas para revelar.

Usando fontes de raios X, cientistas do laboratório SLAC, nos Estados Unidos, descobriram que a magnetita contém a chave elétrica mais rápida que já se conseguiu medir.

Os dados revelaram que leva apenas 1 trilionésimo de segundo - isto é, 0,000000000001 de segundo - para virar o "interruptor elétrico" da magnetita entre os estados ligado e desligado.

Isso é milhares de vezes mais rápido do que o chaveamento que ocorre nos transistores mais modernos.

Segundo os pesquisadores, a descoberta poderá levar a inovações nesses transistores, que controlam o fluxo de eletricidade através dos processadores e de todos os chips de silício, viabilizando a construção de dispositivos de computação mais rápidos.

Trimeron

Pesquisas anteriores já haviam revelado que a magnetita adquire suas propriedades eletrônicas de um arranjo de três átomos de ferro conhecido como um trimeron.

O que ocorre é que esse arranjo pode ser desarranjado, o que equivale a "ligar" ou "desligar" a estrutura, alterando o comportamento da magnetita - é isso que se descobriu poder ser feito com uma velocidade recorde.

O chaveamento transforma a magnetita de isolante em condutor, uma vez que os trimerons restantes rearranjam-se para formar uma estrutura similar a uma vedação, através da qual alguns poucos elétrons conseguem passar para atingir o "campo aberto", onde podem correr livremente, ainda que outras porções do material permaneçam como "ilhas" não-condutoras.

Eletrônica dos óxidos

Mas não espere que o Vale do Silício venha a se tornar o Prado da Magnetita tão cedo - nessa perspectiva, talvez seja melhor apostar na molibdenita.

Isto porque as amostras de magnetita tiveram que ser resfriadas a -190 graus Celsius para bater o recorde de velocidade de chaveamento.

Ainda assim, o experimento abre novas possibilidades para a descoberta de materiais que possam eventualmente superar o silício.

Por exemplo, os pesquisadores estão explorando agora se o esquema dos trimerons pode ser usado para chavear outros materiais em condições mais próximas da temperatura ambiente.

Um dos principais candidatos é outro óxido, o dióxido de vanádio - a magnetita é um óxido de ferro - outro material de chaveamento muito rápido.

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