Skyrmions: um novo tipo de memória digital

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/10/2015

Os bits de skyrmions são muito estáveis, imunes até mesmo a defeitos no material de que são construídos.
[Imagem: Dustin Gilbert / NIST]

Nanomemória

Os vórtices magnéticos - também conhecidos como skyrmions - têm sido vistos como a próxima etapa na tecnologia do armazenamento de dados porque, entre outras vantagens, podem guardar até 4 bits cada um.

Essas possibilidades agora estão mais próximas da praticidade graças ao trabalho de Dustin Gilbert e uma equipe da universidade da Califórnia em Santa Bárbara e do Instituto Nacional de Padronização e Tecnologia dos EUA.

A equipe conseguiu gerar e controlar os skyrmions a temperatura ambiente em um filme fino, abrindo o caminho para sua utilização prática em computação e armazenamento de dados.

Gilbert criou um padrão de nanopontos magnéticos, cada um com meio micrômetro de diâmetro, sobre uma película de múltiplas camadas, na qual os momentos magnéticos estavam todos alinhados paralelamente ao plano. Ele então usou irradiação com feixe de íons para modificar a interface entre os pontos e a película, gerando skyrmions estáveis que são uma espécie de "impressão" dos momentos magnéticos dos pontos no filme.

Os skyrmions foram criados em uma película fina com uma técnica simples, e ficaram estáveis a temperatura ambiente.
[Imagem: Dustin A. Gilbert et al. - 10.1038/ncomms9462]

O que são skyrmions?

Os skyrmions são descritos como quasipartículas - ainda que possam ter massa. Eles não são constituintes da matéria, podendo ser melhor compreendidos como um "efeito magnético".

A força magnética em cada átomo - o que os físicos chamam de seu momento magnético, ou spin - se alinha da mesma forma em um ímã, como pequenas bússolas que apontam todas na mesma direção. Mas, sob condições especiais, alguns materiais magnéticos, como as ligas de silício e manganês (MnSi) ou ferro, cobalto e silício (FeCoSi), podem dar origem a pontos nos quais o momento magnético se curva e retorce, formando uma estrutura similar a um redemoinho - estes são os skyrmions.

Esses objetos ainda pouco compreendidos possuem uma elasticidade que os protege das influências externas, ou seja, os dados que eles armazenam não são facilmente corrompidos, mesmo por campos magnéticos ou defeitos físicos dentro do material. Como resultado, os skyrmions magnéticos representam uma base promissora para memórias e outros dispositivos nanoeletrônicos, sendo um dos mais promissores componentes no campo da spintrônica.

Com essas estruturas estáveis a temperatura ambiente, fica cada vez mais próxima da realidade a previsão de que os skyrmions estão prestes a invadir seu computador.

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