Um grupo de cientistas da Universidade Tecnológica Nacional de Pesquisa “Instituto de Aço e Ligas de Moscou” e do Instituto Nacional de Ciências Quânticas e Radiologia (Japão) desenvolveram material que pode aumentar significativamente a densidade de informações gravadas em drives flash.
O novo material também remove completamente o limite de dublagem, o que permitirá a introdução de dispositivos baseados nele na atual tecnologia de Big Data. Os cientistas usaram uma combinação de grafeno e uma liga semimetal Geisler Co2FeGaGe (cobalto-ferro-gálio-germânio). Um artigo sobre seu desenvolvimento é publicado na revista Advanced Materials.
Hoje, os inversores são tradicionais, onde as informações são transferidas por corrente elétrica – são cartões de memória flash, SSDs e HDDs. Uma alternativa promissora é a spintrônica, onde o gerenciamento de informações é realizado não apenas por meio de uma carga de elétrons, mas também por meio de uma corrente de rotação – o momento angular intrínseco dos elétrons.
Na spintrônica, os dispositivos operam segundo o princípio da resistência magnética: existem três camadas, a primeira e a terceira são ferromagnéticas, e o meio não é magnético. Ao passar por essa estrutura, os elétrons, dependendo de seu giro, se espalham de maneiras diferentes, o que afeta a resistência resultante. Aumentar ou diminuir a resistência magnética permite gerenciar informações usando os bits lógicos padrão 0 e 1.
Anteriormente, o grafeno não era usado em dispositivos de memória magnética: nas tentativas de fabricar esses materiais em camadas, os átomos de carbono reagiam com uma camada magnética, o que levava a uma alteração em suas propriedades. Graças à seleção cuidadosa da composição da liga Geisler, bem como aos métodos de sua aplicação, foi possível criar uma amostra mais fina em comparação aos análogos anteriores. Isso, por sua vez, aumentou significativamente a capacidade dos dispositivos de memória magnética sem aumentar suas dimensões físicas.
“Este trabalho foi possível graças à estreita cooperação internacional. A equipe japonesa, liderada pelo Dr. Seiji Sakai, realiza experimentos únicos, enquanto nosso grupo está envolvido em uma descrição teórica dos dados. Trabalhamos há muitos anos e obtivemos vários resultados importantes. Pela primeira vez, colegas japoneses conseguiram obter uma camada de grafeno de espessura atômica em uma camada de material ferromagnético semimetálico e medir suas propriedades ”, disse Pavel Sorokin, chefe do grupo de pesquisa, doutor em ciências físicas e matemáticas.
A peculiaridade da liga usada na heteroestrutura se manifesta na polarização de rotação de cem por cento no nível de Fermi, condição necessária para seu uso em dispositivos spintrônicos ”, acrescentou o pesquisador Konstantin Larionov.
“Na heteroestrutura estudada por nós, o grafeno não entra em interação química com o material magnético, o que nos permite preservar suas propriedades condutoras únicas”, concluiu Zakhar Popov, pesquisador sênior.
Os próximos passos dos cientistas – dimensionamento da amostra experimental e outras modificações na estrutura do elemento.
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