Pesquisadores liderados pela Universidade de Cambridge identificaram uma nova forma de magnetismo no elemento grafeno magnético. A descoberta pode ser fundamental para o estudo de fenômenos como o magnetismo de baixa dimensão e a supercondutividade.
Uma maior compreensão dos temas podem permitir que os pesquisadores sejam os responsáveis pelos próximos grandes saltos da ciência e da engenharia de material, como o desenvolvimento de novas tecnologias que podem, por exemplo, revolucionar a forma como computadores processam informações.
Pesquisa pode ajudar na compreensão de novos estados magnéticos e supercondutividade
Publicada na revista Physical Review X, a pesquisa da Universidade de Cambridge utilizou técnicas de alta pressão para analisar e controlar a condutividade e o magnetismo do tiofosfato de ferro (FePS3), também conhecido como grafeno magnético. Essa análise foi feita durante o processo pelo qual o material bidimensional é capaz de passar de isolante para metal, sob condições de pressão ultra-alta.
Contrariando resultados anteriores, ao alcançar suas características metálicas o FePS3 se manteve magnético. A recente descoberta da fase magnética de alta pressão dá pistas aos pesquisadores acerca de como funciona a condução elétrica na fase metálica. E o estudo pode ser o primeiro passo para compreender a física de novos estados magnéticos e da supercondutividade.
E por que isso é importante? Descoberta em 1911 pelo físico holandês Heike Kamerlingh Onnes, a supercondutividade é uma propriedade física de certos materiais que podem se tornar condutores de corrente elétrica com quase nenhuma ou nenhuma perda, criando campos de fluxo magnéticos no metal. Até o momento, contudo, a supercondutividade só é alcançada quando esses materiais são expostos a temperaturas extremamente baixas.
Atualmente, os supercondutores são usados para produzir os chamados super ímãs. A partir dos super ímãs, foi possível a criação da ressonância magnética, por exemplo, que evita a exposição de pacientes a radiações e alcança boas imagens. A resistência nula dos supercondutores também é de grande interesse para a indústria de aparelhos elétricos. Mas esses materiais precisam ser mantidos em baixas temperaturas, o que ainda dificulta sua utilização. Compreender novos estados magnéticos e novos caminhos para a supercondutividade, portanto, seria revolucionário.
Co-autor da pesquisa e líder do grupo no Laboratório Cavendish, o Dr. Siddharth Saxena explicou que, "se conseguirmos encontrar um tipo de supercondutividade relacionada ao magnetismo em um material bidimensional, isso poderá nos dar a chance de resolver um problema que já existe há décadas." Os pesquisadores seguem na busca pela supercondutividade no grafeno magnético.
Descobertas podem mudar o processamento de informações em computadores
Ao alcançar uma compreensão de fenômenos como o magnetismo de baixa dimensão e a supercondutividade, os pesquisadores podem dar grandes saltos na ciência e na engenharia de materiais. E isso futuramente pode ter grandes reflexos em áreas como eficiência energética, geração e armazenamento.
O estudo liderado pela Universidade de Cambridge sugeriu uma forma para que novos materiais pudessem combinar propriedades de condução e magnéticas. Alcançar essa combinação poderia ser útil para o desenvolvimento de novas tecnologias, como a spintrônica. A tecnologia spintrônica propõe o uso de uma corrente de spin (parte do elétron que é fonte do magnetismo) em vez de corrente elétrica convencional, em áreas como processamento e armazenamento de informação. Alcançá-la, portanto, pode transformar a maneira como computadores processam informações.
O Dr. Matthew Coak, primeiro autor da pesquisa e pesquisador do Laboratório Cavendish de Cambridge e da Universidade de Warwick, destacou a possibilidade de alterar todas as propriedades de um material ao adicionar o magnetismo. "Um material que poderia ser mecanicamente flexível e formar um novo tipo de circuito para armazenar informações e realizar cálculos. É por isso que esses materiais são tão interessantes e porque mudam drasticamente suas propriedades quando colocados sob pressão para que possamos controlar seu comportamento", explicou na publicação.
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