Aprisionado, titânio revela poderes magnetoelétricos

Com informações do ANL - 28/02/2013

Ilustração da gaiola de titânio-európio, onde o átomo de titânio responde pelo comportamento elétrico, e o átomo de európio responde pelo comportamento magnético.
[Imagem: Renee Carlson]

Magnetoeletricidade

Embora se saiba há mais de 150 anos que o magnetismo e a eletricidade são dois lados da mesma moeda, os cientistas ainda estão tentando encontrar formas de usar o comportamento elétrico de um material para influenciar seu comportamento magnético, ou vice-versa.

É o que acaba de fazer uma equipe de físicos, que desenvolveu uma técnica para controlar a ordem magnética de uma classe de substâncias conhecidas como "magnetoelétricos".

Os materiais magnetoelétricos derivam seu nome do fato de que suas propriedades magnéticas e elétricas estão acopladas.

Devido a essa ligação física, torna-se possível controlar seu comportamento magnético com um pulso elétrico, ou vice-versa.

Esse fenômeno só foi descoberto recentemente, mas é tão interessante que inúmeras equipes de pesquisadores ao redor do mundo estão concentrando nele sua atenção, em busca de um novo paradigma para a computação.

• Magnetoeletricidade: surge uma nova forma de controlar o magnetismo

Gaiola de titânio

A equipe do Laboratório Argonne, nos Estados Unidos, está trabalhando com o composto EuTiO3 (óxido de titânio-európio), que tem uma estrutura atômica simples, especialmente adequada para desvendar os princípios de sua magnetoeletricidade.

O átomo de titânio fica no meio de uma gaiola construída com átomos de európio e de oxigênio.

Os pesquisadores comprimiram essa gaiola, fazendo crescer um cristal com uma estrutura atômica similar sobre o EuTiO3.

Quando aplicaram uma tensão na pastilha resultante, eles verificaram que o titânio desloca-se ligeiramente, polarizando eletricamente o sistema - e, mais importante ainda, alterando a ordem magnética do material.

"O európio e o titânio se combinam para controlar as duas propriedades," explica Ryan Philip, principal autor da descoberta.

"A posição do titânio influencia o comportamento elétrico, enquanto o európio gera a natureza magnética. Há uma responsabilidade compartilhada para o comportamento de acoplamento do sistema," completou.

Esta nova forma de acoplamento cruzado da magnetoeletricidade é um passo fundamental para o desenvolvimento de uma nova geração de memórias para computador, além de melhores sensores magnéticos e muitas outras aplicações.

Memórias não-binárias

As memórias elétricas usadas hoje permitem que os computadores escrevam dados de forma rápida e muito eficiente. As memórias magnéticas são menos eficientes em termos energéticos, mas são extremamente robustas e não perdem os dados.

"Quanto mais aprendermos sobre os materiais magnetoelétricos, mais abrimos este espaço que nos dá o melhor dos dois mundos", disse Ryan.

Como os parâmetros elétricos e magnéticos no óxido de titânio-európio estão tão fortemente associados, os pesquisadores esperam poder usar materiais desse tipo para criar memórias não-binárias.

"Em vez de ter apenas um '0 'ou um '1', você pode ter uma ampla gama de diferentes valores," explica Ryan. "Um monte de gente está procurando descobrir como será esse tipo de lógica."

Recentemente, outro grupo anunciou avanços importantes nessa ainda incipiente área, que aponta para uma "era pós-silício":

• Componente "tudo em um" dá vislumbre da eletrônica pós-silício

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