Será que os computadores do futuro vão zumbir?

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/05/2021

A inovação chamou a atenção da Intel, que está agora tentando miniaturizar os novos componentes.
[Imagem: P. B. Meisenheimer et al. - 10.1038/s41467-021-22793-x]

Magnetostrição

Certamente você já ouviu um zumbido característico emitido por lâmpadas fluorescentes ou por transformadores elétricos.

Esse zumbido é causado por um fenômeno chamado magnetostrição, que ocorre quando o formato de um material e seu campo magnético estão associados, isto é, uma mudança na forma causa uma mudança no campo magnético.

Pesquisadores estão agora querendo tirar proveito dessa propriedade para construir uma nova geração de dispositivos de computação, que eles chamam magnetostritivos, ou magnetoelétricos.

E a equipe, que congrega engenheiros e cientistas de pelo menos cinco universidades norte-americanas, já conseguiu chamar a atenção da Intel, que entrou como parceira do projeto.

Dispositivos magnetoelétricos usam campos magnéticos em vez de eletricidade para armazenar os 0s e 1s digitais. Pequenos pulsos de eletricidade fazem com que os bits se expandam ou contraiam ligeiramente, mudando seu campo magnético de positivo para negativo ou vice-versa. Como não exigem um fluxo constante de eletricidade, como os chips atuais, eles usam uma fração da energia.

Magnetostritivo

O impulso para investir nessa tecnologia inovadora surgiu quando os pesquisadores conseguiram sintetizar um material que é pelo menos duas vezes mais magnetostritivo do que qualquer outro conhecido, além de ser muito mais barato de se fabricar.

O material é feito de uma combinação de ferro e gálio, dois materiais de custo muito baixo em relação aos elementos de terras raras que compõem a maioria dos materiais magnetostritivos conhecidos até agora.

Normalmente, a magnetostrição da liga de ferro-gálio aumenta à medida que se adiciona mais gálio. Mas esses aumentos chegam a um patamar máximo e então começam a cair, à medida que o maior número de átomos de gálio começa a formar uma estrutura atômica ordenada.

A equipe então usou um processo chamado epitaxia de feixe molecular de baixa temperatura para essencialmente congelar os átomos no lugar, evitando que eles formem uma estrutura ordenada à medida que o gálio vai sendo adicionado.

Dessa forma, eles conseguiram dobrar a quantidade de gálio no material, obtendo um aumento de dez vezes na magnetostrição em comparação com ligas de ferro-gálio não modificadas.

Intel

Os componentes e circuitos magnetoelétricos construídos pela equipe usando o seu novo material ainda são muito grandes, com vários micrômetros de tamanho, o que é grande demais para os padrões da computação.

Foi aí que a Intel entrou no projeto, justamente para encontrar maneiras de miniaturizá-los.

A empresa já possuía um programa de desenvolvimento na área, visando os chamados componentes magnetoelétricos spin-órbita, e agora pretende adotar o novo material desenvolvido pela equipe.

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