Revolucionando a memória computacional: o potencial do iodeto de níquel

São PauloCientistas da Universidade do Texas em Austin e do Instituto Max Planck para a Estrutura e Dinâmica da Matéria descobriram que o iodeto de níquel (NiI₂) pode revolucionar a tecnologia de memória dos computadores. Esse material possui um forte acoplamento magnetoelétrico, o que significa que pode ser controlado tanto por campos elétricos quanto magnéticos.

Aqui estão os pontos principais:

• NiI₂ possui um acoplamento magnetoelétrico superior a qualquer outro material similar conhecido.
• Essa propriedade pode levar ao desenvolvimento de dispositivos extremamente rápidos e compactos, como memórias magnéticas.
• NiI₂ foi testado com pulsos de laser ultracurtos para medir mudanças nas ordens elétrica e magnética.
• Pesquisadores realizaram cálculos detalhados para entender a eficácia desse material.

Por muitos anos, cientistas têm buscado materiais capazes de alterar suas propriedades magnéticas quando expostos a um campo elétrico e vice-versa. O NiI₂ revelou-se extremamente eficaz nesse aspecto, tornando-se um material promissor para novas tecnologias.

Pesquisadores utilizaram pulsos de laser muito rápidos, com duração de alguns femtossegundos, para excitar o NiI₂ e observaram mudanças em suas propriedades elétricas e magnéticas. Eles descobriram que o material possui uma conexão muito forte entre suas propriedades elétricas e magnéticas devido a dois fatores. Primeiro, existe uma interação intensa entre o movimento de spin e orbital dos elétrons nos átomos de iodo, conhecida como acoplamento spin-órbita. Segundo, um tipo específico de arranjo magnético no NiI₂, chamado espiral de spin ou hélice de spin, torna essa interação ainda mais forte.

Frank Gao, pesquisador de pós-doutorado na UT e um dos principais autores do estudo, mencionou que investigar esses efeitos em uma escala tão pequena era extremamente desafiador. No entanto, o sucesso alcançado representa um avanço significativo no campo dos multiferroicos.

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Materiais como o NiI₂ podem ser utilizados de diversas maneiras.

• Memória de computador magnética compacta e eficiente em termos de energia, proporcionando armazenamento e recuperação de dados mais rápidos do que as tecnologias de memória atuais.
• Interconexões em plataformas de computação quântica.
• Sensores químicos para garantir o controle de qualidade e a segurança de medicamentos nas indústrias química e farmacêutica.

A pós-graduanda Xinyue Peng, também uma das principais autoras, afirmou que essa descoberta pode resultar em dispositivos magnetoelétricos extremamente rápidos e de baixo consumo de energia, especialmente para memórias magnéticas.

A equipe de pesquisa acredita que seus resultados podem ajudar a identificar outros materiais com características semelhantes. Eles também acham que um estudo mais aprofundado sobre o material pode melhorar a interação magnetoelétrica no NiI₂, ampliando suas aplicações.

O estudo foi financiado por várias instituições.

• Fundação Robert A. Welch
• Fundação Nacional de Ciência dos EUA
• Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea dos EUA
• Programa de pesquisa e inovação Horizon Europe da União Europeia
• Cluster de Excelência "CUI: Imagem Avançada da Matéria"
• Centro Max Planck-Nova York para Fenômenos Quânticos Não-Equilíbrio
• Fundação Simons
• Ministério da Ciência e Tecnologia de Taiwan

Pesquisadores de diferentes instituições, como UT, MPSD, Academia Sinica, Universidade de Bremen e Instituto de Tecnologia da Califórnia, se uniram para realizar este projeto. O trabalho conjunto deles avançou o desenvolvimento da memória computacional do futuro.