Spintrônica é um campo que atrai imensa atenção por sua gama de vantagens potenciais para a eletrônica convencional. Estas incluem a redução do consumo de energia, a operação em alta velocidade, a não volatilidade e o potencial para novas funcionalidades.
A Spintrônica explora o spin intrínseco dos elétrons, e fundamental para o campo é controlar os fluxos do grau de liberdade do spin, ou seja, as correntes de spin. Os cientistas estão focados em maneiras de criá-los, removê-los e controlá-los para aplicações futuras.
Detectar correntes de spin não é tarefa fácil. Requer o uso de medição macroscópica de tensão, que analisa as mudanças gerais de tensão em um material. No entanto, um obstáculo comum tem sido a falta de compreensão de como esta corrente de spin realmente se move ou se propaga dentro do próprio material.
Uma equipe de pesquisadores agora relata um método para prever como a corrente de spin muda com a temperatura. O estudo é publicado em Applied Physics Letters.
“Usando dispersão de nêutrons e medições de tensão, demonstramos que as propriedades magnéticas do material podem prever como uma corrente de spin muda com a temperatura”, diz Yusuke Nambu, coautor do artigo e professor associado do Instituto de Pesquisa de Materiais da Universidade de Tohoku ( IMR).
Nambu e seus colegas descobriram que o sinal da corrente de spin muda de direção em uma temperatura magnética específica e diminui em baixas temperaturas. Além disso, eles descobriram que a direção do spin, ou polarização magnon, oscila acima e abaixo dessa temperatura magnética crítica. Esta mudança na polarização do magnon se correlaciona com a reversão da corrente de spin, esclarecendo sua direção de propagação.
Além disso, o material estudado apresentou comportamentos magnéticos com energias de gap distintas. Isto sugere que abaixo da temperatura ligada a esta energia de gap, os portadores de corrente de spin estão ausentes, levando à diminuição observada no sinal da corrente de spin em temperaturas mais baixas. Notavelmente, a dependência da temperatura da corrente de spin segue um decaimento exponencial, refletindo os resultados da dispersão de nêutrons.
Nambu enfatiza que suas descobertas ressaltam a importância da compreensão dos detalhes microscópicos na pesquisa em spintrônica. “Ao esclarecer os comportamentos magnéticos e suas variações de temperatura, podemos obter uma compreensão abrangente das correntes de spin em ímãs isolantes, abrindo caminho para prever as correntes de spin com mais precisão e potencialmente desenvolver materiais avançados com desempenho aprimorado.”