O movimento de elétrons pode ter uma influência significativamente maior nos efeitos spintrônicos do que se supunha anteriormente, afirma um novo estudo. Até agora, o cálculo destes efeitos foi levado em consideração principalmente durante a rotação dos elétrons. Esta descoberta foi feita por uma equipe internacional de pesquisadores liderada por físicos da Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU). Ao fazer isso, o spin dos elétrons foi levado em consideração principalmente. O estudo foi publicado na revista “Physical Review Research” e oferece uma nova abordagem no desenvolvimento de componentes spintrônicos.
Muitos dispositivos técnicos hoje em dia são baseados em eletrônicos semicondutores convencionais, segundo os quais correntes de carga são utilizadas para armazenar e processar informações nesses componentes. Contudo, a principal desvantagem deste método convencional é que muita energia é perdida devido ao calor gerado pela corrente. Para lidar com isso, a spintrônica usa uma propriedade fundamental dos elétrons conhecida como momento angular intrínseco, que pode ser pensado como o movimento rotacional de um elétron em torno de seu próprio eixo, explica a Dra. Annika Johansson, física da MLU. O spin está ligado a um momento magnético que também poderia ser usado para carregar os elétrons em uma nova geração de componentes mais rápidos e mais eficientes em termos energéticos. Para conseguir isso, é necessária uma conversão eficiente entre cargas e correntes de spin. Esta conversão é possível graças ao efeito de pedra preciosa. De acordo com o efeito da pedra preciosa, ao aplicar um campo elétrico, a corrente de carga é gerada em um material originalmente não magnético. A corrente de carga leva ao alinhamento do spin dos elétrons e o material fica magnetizado. “O efeito se concentra principalmente em como o spin do elétron contribui para a magnetização, mas os elétrons também podem carregar um momento orbital que também contribui para a magnetização. “Se o spin é a rotação do elétron em torno do seu próprio eixo, então o momento orbital é o movimento em torno do núcleo atômico”, diz Johansson. Isso é semelhante à Terra, que gira em torno de seu próprio eixo e em torno do Sol. O momento orbital, portanto, também cria um momento magnético.
Os pesquisadores em seu novo estudo usaram simulações para estudar a interface entre dois materiais de óxido comumente usados em spintrônica. Embora ambos os materiais sejam isolantes, existe um gás metal-elétron em sua interface, que é conhecido por sua conversão eficiente de carga em spin. A equipe também considerou o momento orbital ao calcular o efeito da pedra preciosa e descobriu que o momento orbital tem mais contribuição para o efeito da pedra preciosa do que o giro. Essas descobertas podem ajudar a aumentar a eficiência dos componentes spintrônicos.
