Propriedades de spin sem precedentes reveladas em novos materiais artificiais

Em conjunto com a equipe de pesquisa da Charles University of Prague e do centro CFM (CSIC-UPV/EHU) em San Sebastian, o grupo Nanodevices do CIC nanoGUNE projetou um novo material complexo com propriedades emergentes no campo da spintrônica. Esta descoberta, publicada no periódico Materiais da Naturezaabre uma gama de novas possibilidades para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos novos, mais eficientes e mais avançados, como aqueles que integram memórias magnéticas em processadores.

A descoberta de materiais bidimensionais com características únicas levou a um boom na pesquisa desses materiais, pois novos efeitos são produzidos quando duas camadas desses materiais são empilhadas para formar uma heteroestrutura. Foi observado recentemente que rotações mínimas dessas camadas podem alterar significativamente as propriedades dessa heteroestrutura.

“Neste trabalho estudamos o empilhamento de duas camadas de grafeno e seleneto de tungstênio (WSe₂)”, explicou o Professor de Pesquisa Ikerbasque Félix Casanova, colíder do grupo Nanodevices na nanoGUNE e que liderou este trabalho. “Se as duas camadas forem colocadas uma sobre a outra e giradas em um ângulo preciso, uma corrente de spin é gerada em uma direção específica desejada”, acrescentou Casanova.

O spin (uma das propriedades dos elétrons e outras partículas) é normalmente transferido em uma direção perpendicular à corrente elétrica. Lidar com essas correntes de spin é uma das principais limitações da spintrônica — eletrônica que usa spin para armazenar, manipular e transferir informações. No entanto, “este trabalho mostra que essa limitação de fato desaparece quando materiais adequados são usados”, disse Casanova.

“Simplesmente empilhando duas camadas e aplicando uma torção ‘mágica’, novas propriedades relacionadas ao spin que não existem nos materiais iniciais podem ser obtidas. Quanto mais flexibilidade tivermos na escolha dos materiais, maiores serão as possibilidades de design para dispositivos de próxima geração.”