Mas a spintrônica promete ser mais sutil do que a eletrônica, tirando proveito do spin do elétron, uma propriedade que pode ser entendida como o giro de cada elétron individual no sentido horário e anti-horário.
Para isso, é necessário criar correntes elétricas que tenham elétrons apenas de um spin, ou apenas de outro – as chamadas correntes polarizadas pelo spin.
Isto porque essas correntes são necessárias para alterar o estado de bits que armazenam informações magneticamente – em memórias que não perdem os dados quando a energia é desligada.
As MRAMs- Memórias Magnéticas de Acesso Aleatório – prometem há tempos computadores com boot instantâneo, já que tudo ficará na memória quando o computador for desligado.
O problema é que tem sido difícil fabricá-las em larga escala porque as memórias magnéticas têm uma densidade muito baixa e continuam gastando energia demais.
Isto acontece porque os filtros necessários para produzir as correntes polarizadas pelo spin têm estruturas complicadas e exigem altas correntes para funcionar.
Torque de spin
Agora, uma equipe internacional de pesquisadores descreveu um novo efeito físico que facilita a produção dessas correntes spintrônicas puras dispensando todo esse aparato.
"Nós não precisamos mais dos filtros de spin. Em vez disso, nós produzimos a corrente de spin diretamente onde ela será usada. Tudo o que precisamos é uma pilha com camadas de cobalto e platina," explica Frank Freimuth, da Universidade Julich, na Alemanha.
Isso não apenas reduz a corrente necessária para implementar as memórias magnéticas, como também simplifica sua estrutura, permitindo aumentar sua densidade – colocar mais bits por área.
Uma corrente elétrica, conduzida através da interface dos dois materiais na pilha, separa os spins na camada de platina e transporta apenas um tipo de rotação para a camada magnética de cobalto.
Isto cria um torque nesta camada que consegue inverter a magnetização.
"Torques de spin já haviam sido observados em sistemas de dupla camada. O fato de termos, pela primeira vez, explicado conclusivamente como eles são criados, é uma descoberta científica, porque isso irá nos permitir produzi-los seletivamente e investigá-los com mais detalhes," explica Freimuth.
Torque de spin-órbita
Na verdade, são dois mecanismos que se combinam para produzir o novo efeito, que foi batizado de "torque de spin-órbita": o acoplamento spin-órbita e a interação de troca.
O acoplamento spin-órbita é um fenômeno quântico relativístico bem conhecido, sendo a razão pela qual todos os spins de elétron de um determinado tipo passam da camada de platina para a camada de cobalto.
Dentro da camada de cobalto, a orientação magnética da camada então interage com os spins através da interação de troca.
Os pesquisadores já testaram sua teoria com sucesso em experimentos.
O próximo passo será calcular o efeito em outros materiais com o acoplamento de spin-torque mais forte para saber se o efeito poderá ser ainda melhor em outras combinações de materiais.
Inovação Tecnológica
