Vórtices magnéticos viram bits gravados eletricamente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/02/2012

Redemoinhos magnéticos chamados skyrmions formam uma rede regular em um cristal de manganês e silício. Controlá-los exige uma corrente 100.000 vezes menor da que a exigida pelas tecnologias atuais.
[Imagem: TUM]

Descoberta do skyrmions

Há cerca de três anos, cientistas alemães descobriram uma estrutura magnética totalmente nova em um cristal de silício e manganês - uma rede ordenada de redemoinhos magnéticos.

Esses redemoinhos foram batizados de skyrmions pelo professor Christian Pfleiderer, da Universidade Técnica de Munique, em homenagem a Tony Skyrme, um físico teórico britânico que previu sua existência cinquenta anos antes.

A verificação experimental do fenômeno foi um impulso para a área da spintrônica, componentes nanoelétricos que utilizam não apenas a carga dos elétrons para processar informações, mas também seu momento magnético, mais conhecido como spin.

Entusiasmados com a então recente concessão do Prêmio Nobel de Física de 2007 a Peter Grünberg e Albert Fert pela descoberta de um mecanismo que permitiu a leitura mais rápida de dados armazenados magneticamente nos discos rígidos, os cientistas logo pensaram em usar esses cristais de vórtices magnéticos para armazenar dados.

Fronteira do armazenamento magnético de dados

No campo do armazenamento de dados, as pesquisas hoje se concentram em descobrir como os dados magnéticos podem ser escritos diretamente nos materiais usando apenas a corrente elétrica.

• Descoberta nova forma de gravar dados nos discos rígidos

A vantagem dos skyrmions é que eles podem ser controlados com uma corrente 100.000 vezes menor do que a necessária para controlar outras nanoestruturas.

E, enquanto o bit magnético de um disco rígido moderno possui cerca de um milhão de átomos, os cientistas já demonstraram skyrmions com apenas 15 átomos.

Agora, a equipe alemã desenvolveu uma técnica que permite que os skyrmions sejam movidos e medidos de uma forma inteiramente eletrônica.

"Quando os redemoinhos elétricos movem-se em um material, eles geram um campo elétrico," explica o Dr. Pfleiderer. "E isto é algo que nós podemos medir diretamente com equipamentos eletrônicos disponíveis em nosso laboratório."

Discos skymiônicos

Hoje, na cabeça de leitura e escrita de um disco rígido, uma corrente elétrica é usada para gerar um campo magnético, a fim de magnetizar uma área do disco e, assim, registrar um bit de dados.

Os skyrmions, ao contrário, podem ser movidos diretamente, e com uma corrente muitíssimo menor.

"Isto deverá tornar a gravação e o processamento de dados muito mais compacto e energeticamente eficiente," diz o pesquisador.

Contudo, ainda há desafios a vencer: tudo está funcionando no laboratório em temperaturas criogênicas, incompatíveis com equipamentos que pretendem estar presentes em todos os lares e escritórios.

Mas há tanto entusiasmo na área que o próprio Conselho de Pesquisas Europeu está financiando um projeto com o objetivo de desenvolver novos materiais onde os skyrmions funcionem em temperatura ambiente.

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