Avanço em tecnologia da informação usando materiais de Heusler

     Pesquisadores europeus, pela primeira vez, observaram diretamente a quase completa polarização de spin de um composto de Heusler em temperatura ambiente. Esse é o avanço que físicos e químicos ao redor do mundo há muito tempo anteciparam e que terá um papel crucial em tecnologia da informação nos próximos anos.

     Compostos de Heusler são formados por diferentes elementos metálicos arranjados em uma estrutura cristalina específica. Eles estão entre aqueles materiais que, potencialmente,  podem ser usados em componentes de armazenamentos de dados cada vez menores e com capacidade de armazenamento cada vez maiores. No entanto, dúvidas foram levantadas recentemente a respeito da real adequação dos materiais de Heusler para esse propósito. Físicos da Universidade de Mainz, na Alemanha, demonstraram agora que o composto de Heusler Co₂MnSi tem as propriedades necessárias. O projeto foi conduzido em colaboração com físicos e químicos teóricos de mais outras duas instituições alemães. Os resultados, publicados recentemente no periódico científico Nature Communications, fornecem o alicerce para o futuro desenvolvimento de dispositivos de spintrônica de alto desempenho usando materiais de Heusler. As potenciais aplicações incluem cabeças de leitura de discos rígidos e elementos de armazenamento não volátil.

     Elétrons atuam como portadores de carga em metais e semicondutores. No entanto, além da carga, relevante para a eletrônica convencional, os elétrons possuem momento magnético, o spin. A eletrônica baseada no spin, ou spintrônica, é amplamente vista como uma parte integrante da tecnologia da informação no futuro. Um parâmetro essencial para a spintrônica é a polariação de spin, isto é, o grau de paralelismo dos spins dos elétrons que transportam a carga. O material ideal deverá ter a máxima polarização de spin possível.

Diagrama ilustrando o princípio da espectroscopia de fotoemissão resolvida em spin de filmes finos de Heusler.

     Os pesquisadores alemães foram capazes de obter a primeira prova experimental de uma polarização de spin quase completa (maior que 90%) em um filme fino Co₂MnSi, em temperatura ambiente. Os experimentos bem-sucedidos foram baseados na preparação de amostras com enorme precisão. Para isso, a estrutura cristalina do composto de Heusler tinha que estar perfeitamente ordenada, sobretudo na superfície do material, o que foi obtido com a preparação do filme fino em ultra alto vácuo. Os experimentos mostram que uma cuidadosa preparação do filme pode, sem dúvida, resultar em uma alta polarização de spin com um suficiente grau de estabilidade em uma região superficial de várias camadas atômicas.

     Materiais de Heusler têm sido estudados globalmente, inclusive por diversos pesquisadores brasileiros.

(Fontes: http://www.nature.com/ncomms/2014/140530/ncomms4974/full/ncomms4974.html, http://phys.org/news/2014-06-breakthrough-technology-heusler-materials.html)