{"id":21611,"date":"2024-01-16T10:37:01","date_gmt":"2024-01-16T13:37:01","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf-wp2027\/?p=21611"},"modified":"2024-01-16T10:41:38","modified_gmt":"2024-01-16T13:41:38","slug":"pesquisa-revela-que-eletrons-determinam-nivel-de-magnetismo-de-fonons-em-cristais","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/pesquisa-revela-que-eletrons-determinam-nivel-de-magnetismo-de-fonons-em-cristais\/","title":{"rendered":"Pesquisa revela que el\u00e9trons determinam n\u00edvel de magnetismo de f\u00f4nons em cristais"},"content":{"rendered":"\n<p><em>Felix Hernandez, professor do Instituto de F\u00edsica da Universidade de S\u00e3o Paulo, descobre meio de manipular esse fen\u00f4meno de forma a permitir ampliar a sua aplica\u00e7\u00e3o na sociedade, principalmente no desenvolvimento de fontes de energia limpa<\/em><\/p>\n\n\n\n<p>Quando vemos um cristal s\u00f3lido sobre uma mesa, para n\u00f3s parece que ele est\u00e1 parado, est\u00e1tico. Mas se fosse poss\u00edvel olhar para cada \u00e1tomo que comp\u00f5e o material, cada um deles est\u00e1 vibrando. E, juntos, unidos nesse material s\u00f3lido, a vibra\u00e7\u00e3o entre esses \u00e1tomos gera uma frequ\u00eancia que quantifica esse movimento batizada de f\u00f4non. Por sua vez, os f\u00f4nons possuem momentos magn\u00e9ticos pr\u00f3prios e t\u00eam fun\u00e7\u00f5es muito importantes nas propriedades el\u00e9tricas, t\u00e9rmicas e \u00f3pticas dos materiais.<\/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] Pesquisa revela que el\u00e9trons determinam n\u00edvel de magnetismo de f\u00f4nons em ...\" width=\"900\" height=\"675\" data-src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/mE-mlxzbdyk?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>O cientista Felix Hernandez, professor do Instituto de F\u00edsica da Universidade de S\u00e3o Paulo (IF-USP), vem investigando esse tema. No ano passado, ele descobriu que a aplica\u00e7\u00e3o de um campo magn\u00e9tico externo ao material permite criar e controlar f\u00f4nons quirais; agora, no fim de 2023, ele e sua equipe publicaram um artigo na revista Science Advances, no dia 15 de dezembro, que representa mais um passo importante para se estudar esse fen\u00f4meno.<\/p>\n\n\n\n<p>O estudo \u201c<a href=\"https:\/\/www.science.org\/doi\/10.1126\/sciadv.adj4074\">Observation of interplay between phonon chirality and electronic band topology<\/a>\u201d revela que, em um cristal com diferentes n\u00edveis de chumbo (Pb), estanho (Sn) e tel\u00fario (Te),\u00a0 el\u00e9trons especiais das bandas topol\u00f3gicas do material s\u00e3o respons\u00e1veis pelo aumento do magnetismo do f\u00f4non. Segundo o cientista, ao adicionar estanho at\u00e9 30% do material, a dist\u00e2ncia, o gap, entre as bandas de val\u00eancia e condu\u00e7\u00e3o s\u00e3o zeradas, abrindo no material uma fase topol\u00f3gica e criando condi\u00e7\u00f5es para el\u00e9trons com propriedades peculiares. Por exemplo, esse tipo de cristal estudado apresenta condu\u00e7\u00e3o de eletricidade na \u00e1rea externa, mas \u00e9 um isolante internamente.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"1024\" src=\"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf-wp2027\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/destaque-20240116-2.jpeg\" alt=\"\" class=\"wp-image-21613\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Cr\u00e9dito Felix Hernandez<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Mas por que \u00e9 importante potencializar o magnetismo do f\u00f4non? Segundo Felix, sem a aplica\u00e7\u00e3o de um campo magn\u00e9tico externo, o movimento dos \u00e1tomos no material se caracteriza por a\u00e7\u00f5es lineares. Por\u00e9m, com um campo magn\u00e9tico forte, de mais de 25 teslas, que \u00e9 muito superior ao campo magn\u00e9tico da Terra de 0,00005 tesla, os f\u00f4nons realizam movimentos circulares ou quirais, como ele revelou em pesquisa publicada na <a href=\"https:\/\/journals.aps.org\/prl\/abstract\/10.1103\/PhysRevLett.128.075901\">Physical Review Letters<\/a> (PRL) em fevereiro de 2022. Esses f\u00f4nons quirais s\u00e3o f\u00f4nons transversais \u00f3pticos na regi\u00e3o espectral de 1 terahertz e, portanto, permitem seu estudo atrav\u00e9s da absor\u00e7\u00e3o de luz nessa frequ\u00eancia.&nbsp;&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>O problema \u00e9 que essa intera\u00e7\u00e3o com o campo magn\u00e9tico externo depende do n\u00edvel de magnetismo dos f\u00f4nons, baixo em materiais com topologia trivial, o que tornaria a aplica\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica muito dif\u00edcil devido \u00e0 necessidade de usar fontes de campo externo gigantescas. Assim, o grupo de cientistas buscou misturar chumbo, estanho e tel\u00fario de tal forma que se criou um isolante topol\u00f3gico cristalino com bandas de energia de val\u00eancia e de condu\u00e7\u00e3o especiais. E o experimento revelou que h\u00e1 uma grande intera\u00e7\u00e3o entre f\u00f4nons e el\u00e9trons do material, de tal forma que este \u00faltimo \u00e9 o respons\u00e1vel pelo aumento no n\u00edvel de magnetismo do f\u00f4non.<\/p>\n\n\n\n<p>\u201cH\u00e1 muitas aplica\u00e7\u00f5es em sistemas termoel\u00e9tricos que podem ser usados para a produ\u00e7\u00e3o de energia limpa. O telureto de chumbo, um material muito usado atualmente, tem um momento magn\u00e9tico pequeno e precisaria de 30 teslas para controlar o f\u00f4non. Mas podemos aumentar o momento magn\u00e9tico dos f\u00f4nons para serem controlados por um campo menor. Para fazer isso tem que adicionar estanho e levar o material na fase topol\u00f3gica na qual o magnetismo do f\u00f4non \u00e9 aumentado por meio destes el\u00e9trons especiais\u201d, diz o cientista sobre esse processo, que \u00e9 chamado de dopagem do material.<\/p>\n\n\n\n<p>Desde da teoriza\u00e7\u00e3o desse fen\u00f4meno, descrito em 1929 pelo f\u00edsico te\u00f3rico sovi\u00e9tico Igor Tamm,&nbsp; o mesmo que venceu o Nobel de F\u00edsica em 1958 junto com os colegas Pavel Cherenkov e Ilya Frank pela descoberta da \u201cluz Cherenkov\u201d, o estudo do f\u00f4non continua sendo muito importante para a ci\u00eancia e trazendo \u00e0 luz novas descobertas, que fascinam cientistas, estudantes e curiosos sobre o tema.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>(Colaborou Roger Marzochi)<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Felix Hernandez, professor do Instituto de F\u00edsica da Universidade de S\u00e3o Paulo, descobre meio de manipular esse fen\u00f4meno de forma a permitir ampliar a sua aplica\u00e7\u00e3o na sociedade, principalmente no desenvolvimento de fontes de energia limpa Quando vemos um cristal s\u00f3lido sobre uma mesa, para n\u00f3s parece que ele est\u00e1 parado, est\u00e1tico. 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