Descoberta transforma orbitrônica em tecnologia inovadora de energia

São PauloPesquisadores do Instituto Paul Scherrer e dos Institutos Max Planck fizeram uma descoberta importante na área da orbitrônica, que pode aumentar a eficiência energética da tecnologia. Ao estudar semicondutores topológicos quirais, eles encontraram evidências de monopólos de momento angular orbital (OAM). Essa descoberta ajuda a compreender informações complexas sobre esses monopólos e pode levar a aplicações práticas no futuro.

Orbitrônica é uma tecnologia inovadora que utiliza o movimento dos elétrons, em vez de sua carga, para funcionar. Essa abordagem pode ajudar a reduzir o consumo de energia na tecnologia. Spintrônica é outro método que foca no spin dos elétrons, mas a orbitrônica oferece benefícios únicos, especialmente para a criação de dispositivos de memória eficientes em termos de energia. Para que a orbitrônica funcione, são necessários materiais que permitam esse tipo de movimento dos elétrons.

Semimetais topológicos quirais são materiais promissores, pois podem sustentar o fluxo de momento angular orbital (MAO) sem a necessidade de energia externa. Isso torna as correntes de MAO estáveis e energeticamente eficientes. Materiais importantes, como paládio com gálio e platina com gálio, exibem essas propriedades benéficas. O uso desses materiais pode facilitar a criação de dispositivos que consomem menos energia enquanto mantêm um bom desempenho.

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Pesquisadores utilizaram uma técnica chamada Dicroísmo Circular em Espectroscopia de Fotoemissão Resolvida por Ângulo (CD-ARPES) para encontrar monopolos de momento angular orbital (MAO) em certos materiais. Inicialmente, acreditava-se que o CD-ARPES poderia medir diretamente os MAOs, mas isso se revelou incorreto. Eles perceberam que os dados variavam com diferentes energias de fótons, o que ajudou a alinhar os resultados experimentais com as previsões teóricas. A abordagem cuidadosa adotada neste estudo foi crucial para identificar com precisão os monopolos de MAO.

A nova capacidade de analisar texturas OAM pode ter um grande impacto no avanço tecnológico.

• Armazenamento de dados com maior eficiência.
• Elementos computacionais aprimorados que consomem menos energia.
• Possibilidade de direcionalidade personalizada em dispositivos.

Os semi-metais topológicos quirais estão sendo incorporados em materiais para aprimorar aplicações em orbitrônica, contribuindo para o desenvolvimento de tecnologias com menor impacto ambiental. Espera-se que a orbitrônica desempenhe um papel crucial na inovação tecnológica, oferecendo uma rota ecológica para o progresso futuro. Esta pesquisa fornece uma base para que cientistas e indústrias desenvolvam dispositivos inteligentes e eficientes em termos energéticos.