Luz gera magnetismo em material isolante a temperatura ambiente

Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 19/04/2024

Luz gera magnetismo em isolante

Fsicos demonstraram pela primeira vez como a luz pode fazer com que materiais apresentem comportamentos qunticos a temperatura ambiente – isso normalmente s acontece em temperaturas prximas ao zero absoluto.

E, para mostrar como essa descoberta pode ter impacto, a equipe usou a luz para fazer com que um material no magntico apresente magnetismo, mostrando que o avano abre caminho para computadores, transferncia de informaes e armazenamento de dados mais rpidos e energeticamente mais eficientes. Embora no tenha sido demonstrada pela equipe, a supercondutividade outro comportamento que emerge de efeitos qunticos, e sua induo por luz a temperatura ambiente pode revolucionar praticamente toda a nossa base tecnolgica.

Na demonstrao realizada agora, os pesquisadores submeteram o material quntico titanato de estrncio (SrTiO₃) a feixes de laser curtos, mas intensos, de comprimento de onda e polarizao bem definidos, o que fez com que o material apresentasse um magnetismo que normalmente no possui.

“A inovao neste mtodo reside no conceito de permitir que a luz mova tomos e eltrons neste material em movimentos circulares, de modo a gerar correntes que o tornem to magntico quanto um m de geladeira. Ns conseguimos fazer isto desenvolvendo uma nova fonte de luz no infravermelho distante com uma polarizao em formato de ‘saca-rolhas’.

“Esta a primeira vez que conseguimos induzir e ver claramente como o material se torna magntico em um experimento temperatura ambiente. Alm disso, nossa abordagem permite fabricar materiais magnticos a partir de muitos isolantes, quando os ms so normalmente feitos de metais. No longo prazo, isso abre espao para aplicaes completamente novas na sociedade,” disse o professor Stefano Bonetti, da Universidade de Estocolmo, na Sucia.

Esquema da realizao experimental da multiferroicidade dinmica.
[Imagem: M. Basini et al. – 10.1038/s41586-024-07175-9]

Efeitos prticos imediatos

A tcnica baseada na teoria da “multiferroicidade dinmica”, que prev que, quando os tomos de titnio so “agitados” com luz polarizada circularmente – os tomos de titnio esto no material, que um xido base de titnio e estrncio – um campo magntico ser formado.

Mas s agora a teoria pode ser confirmada na prtica. “Isso abre espao para interruptores magnticos ultrarrpidos que podem ser usados para transferncia de informaes mais rpida e armazenamento de dados consideravelmente melhor, e para computadores que so significativamente mais rpidos e mais eficientes em termos energticos”, disse Alexander Balatsky, do Instituto Nrdico de Fsica Terica.

Vrias outras equipes de outros laboratrios prontamente reproduziram os resultados da equipe, demonstrando que esta abordagem pode ser usada para escrever e, portanto, armazenar informaes magneticamente. Mas o titanato de estrncio est envolvido em uma srie de outros experimentos de fronteira, incluindo combustveis limpos, eletrnicos no interior de cristais, sistemas de ar-condicionado inovadores, memrias hologrficas 3D e muito mais.

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