{"id":20903,"date":"2023-06-21T14:42:22","date_gmt":"2023-06-21T17:42:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf-wp2027\/?p=20903"},"modified":"2023-06-21T14:47:56","modified_gmt":"2023-06-21T17:47:56","slug":"ciencia-brasileira-indica-que-imperfeicoes-em-amostras-podem-contribuir-para-o-avanco-da-spintronica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/ciencia-brasileira-indica-que-imperfeicoes-em-amostras-podem-contribuir-para-o-avanco-da-spintronica\/","title":{"rendered":"Ci\u00eancia brasileira indica que imperfei\u00e7\u00f5es em amostras podem contribuir para o avan\u00e7o da spintr\u00f4nica"},"content":{"rendered":"\n<p><em>Uma colabora\u00e7\u00e3o te\u00f3rica-experimental ajuda a compreender novas condi\u00e7\u00f5es para a forma\u00e7\u00e3o de nanoestruturas de spins e sua manipula\u00e7\u00e3o<\/em><\/p>\n\n\n\n<p>A spintr\u00f4nica \u00e9 uma \u00e1rea de crescente import\u00e2ncia que manipula informa\u00e7\u00f5es por meio do chamado <em>spin<\/em> do el\u00e9tron, o qual \u00e9 respons\u00e1vel pelo magnetismo em materiais desde os prim\u00f3rdios da humanidade. Entretanto, o uso do movimento de <em>spins<\/em> \u00e9 at\u00e9 hoje limitado por muitos fen\u00f4menos f\u00edsicos ainda n\u00e3o desvendados, abrindo um leque imenso de novas estruturas que misturam F\u00edsica de Part\u00edculas, Mec\u00e2nica Qu\u00e2ntica e Mec\u00e2nica Estat\u00edstica. Um grande avan\u00e7o tem ocorrido do ponto de vista experimental na chamada \u00e1rea de Nanomagnetismo, que estuda esses fen\u00f4menos em escala de nan\u00f4metro (10<sup>-9<\/sup> m), com impressionante acelera\u00e7\u00e3o do conhecimento decorrente de novas t\u00e9cnicas de fabrica\u00e7\u00e3o de materiais, nunca antes imaginados, que manipulam ou crescem pequenos grupos de \u00e1tomos por vez.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Entre as novas e interessantes nanoestruturas magn\u00e9ticas se destaca uma verdadeira corrida mundial na dire\u00e7\u00e3o dos chamados <em>skyrmions<\/em>, que tiveram sua real exist\u00eancia comprovada em laborat\u00f3rio, em experimento realizado em 2009. S\u00e3o estruturas de <em>spins<\/em> arranjadas como redemoinhos, inicialmente propostas teoricamente pelo f\u00edsico ingl\u00eas Tony Skyrme, em 1962, no seu estudo sobre part\u00edculas elementares, sem conhecimento na \u00e9poca, de sua poss\u00edvel futura aplica\u00e7\u00e3o em nanomagnetismo e spintr\u00f4nica. Entretanto, a busca por materiais candidatos que apresentem <em>skyrmions<\/em> em condi\u00e7\u00f5es apropriadas para aplica\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas apresenta v\u00e1rios desafios em termos de conhecimento. A chamada intera\u00e7\u00e3o de Dzyaloshinskii-Moriya (DMI), proposta pelos f\u00edsicos Igor Dzyaloshinskii e T\u00f4ru Moriya, na d\u00e9cada de 1950, desempenha um papel fundamental na estabiliza\u00e7\u00e3o de estruturas magn\u00e9ticas topol\u00f3gicas, como os <em>skyrmions<\/em>.\u00a0<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-4-3 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe title=\"[Destaque em F\u00edsica] Ci\u00eancia brasileira indica que imperfei\u00e7\u00f5es em amostras podem contribuir para...\" width=\"900\" height=\"675\" data-src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/vghJKiJtw0w?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" allowfullscreen src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" class=\"lazyload\" data-load-mode=\"1\"><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p>A f\u00edsica Pamela Costa Carvalho, aluna de doutorado do Instituto de F\u00edsica da Universidade de S\u00e3o Paulo (IF-USP), com financiamento da Funda\u00e7\u00e3o de Amparo \u00e0 Pesquisa do Estado de S\u00e3o Paulo (Fapesp), explica que os <em>skymions<\/em> podem surgir em multicamadas (sandu\u00edches) de materiais pesados (formado por elementos com grande n\u00famero at\u00f4mico na tabela peri\u00f3dica) e materiais magn\u00e9ticos. A intera\u00e7\u00e3o DMI necess\u00e1ria para essa forma\u00e7\u00e3o topol\u00f3gica da mat\u00e9ria foi, durante muito tempo, verificada apenas em sandu\u00edches assim\u00e9tricos de materiais, como, por exemplo, no sistema composto por camadas superpostas de ir\u00eddio, platina e cobalto (Ir\/Co\/Pt). E apesar de, por muito tempo, a verifica\u00e7\u00e3o da forma\u00e7\u00e3o de <em>skyrmions<\/em> em sistemas sim\u00e9tricos n\u00e3o tenha sido verificada, pesquisadores do Laborat\u00f3rio Nacional de Luz S\u00edncrotron (LNLS), em Campinas, no interior de S\u00e3o Paulo, observaram skyrmions no sistema de pal\u00e1dio, cobalto, pal\u00e1dio (Pd\/Co\/Pd) em 2019. Esse resultado \u00e9 surpreendente, uma vez que se trata de uma multicamada sim\u00e9trica, e a explica\u00e7\u00e3o permanece como um desafio em aberto.<\/p>\n\n\n\n<p>Em uma parceria entre pesquisadores do IF-USP, da Universidade Federal do Par\u00e1 (UFPA), da Universidade de Uppsala (Su\u00e9cia) e do LNLS, os cientistas descobriram que uma das poss\u00edveis origens para o surgimento dos <em>skyrmions<\/em> em sandu\u00edches sim\u00e9tricos s\u00e3o imperfei\u00e7\u00f5es na interface desses materiais, o que pode ocorrer naturalmente no processo experimental de crescimento de amostras. O resultado foi publicado no trabalho &#8220;<em>Correlation of Interface Interdiffusion and Skyrmionic Phases<\/em>\u201d pelos autores Pamela C. Carvalho, Ivan P. Miranda, Jeovani Brand\u00e3o, Anders Bergman, J\u00falio C. C\u00e9zar, Angela B. Klautau e Helena M. Petrilli, em maio deste ano, no peri\u00f3dico <a href=\"https:\/\/pubs.acs.org\/doi\/10.1021\/acs.nanolett.3c00428\">Nano Letters<\/a>, na \u00e1rea de F\u00edsica e Qu\u00edmica de Materiais.<\/p>\n\n\n\n<p>Pamela, uma das cientistas respons\u00e1veis pelo artigo, refor\u00e7a que ao depositarem as camadas de Pd e Co, h\u00e1 uma forte probabilidade dos elementos qu\u00edmicos se misturarem em alguns pontos (interdifus\u00e3o), causando imperfei\u00e7\u00f5es nas interfaces. E, por causa destes \u201cdefeitos\u201d, torna-se poss\u00edvel detectar a presen\u00e7a de <em>skyrmions<\/em> em materiais onde normalmente n\u00e3o seriam encontrados (multicamadas sim\u00e9tricas), conforme observado experimentalmente.Isso abre uma nova perspectiva sobre os mecanismos que regem o magnetismo em tais materiais em determinadas situa\u00e7\u00f5es. \u201cConstruir uma amostra que n\u00e3o \u00e9 perfeita, no fim das contas, pode ser uma coisa boa!\u201d, brinca a jovem cientista.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Com o avan\u00e7o das pesquisas, essas forma\u00e7\u00f5es de <em>spins<\/em> poderiam ser usadas no desenvolvimento de novos dispositivos de grava\u00e7\u00e3o magn\u00e9tica de dados, com a mesma fun\u00e7\u00e3o das<em> Hard Disk Drives<\/em> (HDDs), mas com uma maior capacidade de armazenamento, por exemplo. No entanto, ela explica que apesar da aplica\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica, as condi\u00e7\u00f5es de forma\u00e7\u00e3o dos <em>skyrmions<\/em> ainda est\u00e3o sendo investigadas, sendo que este trabalho contribui nesta dire\u00e7\u00e3o. \u201cColocamos em perspectiva multicamadas sim\u00e9tricas na busca por <em>skyrmions<\/em>, al\u00e9m de mostrar qual o papel que os defeitos presentes nas interfaces de materiais podem desempenhar na estabiliza\u00e7\u00e3o dessas nanoestruturas.\u201d<\/p>\n\n\n\n<p><strong>(Colabora\u00e7\u00e3o de Roger Marzochi)<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Uma colabora\u00e7\u00e3o te\u00f3rica-experimental ajuda a compreender novas condi\u00e7\u00f5es para a forma\u00e7\u00e3o de nanoestruturas de spins e sua manipula\u00e7\u00e3o A spintr\u00f4nica \u00e9 uma \u00e1rea de crescente import\u00e2ncia que manipula informa\u00e7\u00f5es por meio do chamado spin do el\u00e9tron, o qual \u00e9 respons\u00e1vel pelo magnetismo em materiais desde os prim\u00f3rdios da humanidade. 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