Com a espessura de um só átomo, nasceu o íman mais fino do mundo

Windell Oskay / Flickr

Campo magnético

O íman não perde o magnetismo quando exposto à temperatura ambiente. A descoberta pode ser a chave para o aumento da capacidade dos dispositivos de memória e para o desenvolvimento da física quântica.

Há uma nova descoberta no mundo da física quântica que pode trazer muitas mudanças. Um novo estudo publicado em Junho na revista científica Nature criou um íman ultra-fino que opera à temperatura ambiente e abre possibilidades no desenvolvimento de dispositivos de memória e na pesquisa do ferromagnetismo.

No geral, ímans 2D precisam de temperaturas muito baixas para funcionarem, mas essa é uma situação pouco práctica para os investigadores. As tentativas anteriores tiveram resultados promissores, mas só mantinham a estabilidade e o magnetismo em condições extremamente frias.



O componente magnético dos dispositivos de memória actuais são normalmente feitos com filmes magnéticos finos, que continuam a ter três dimensões e uma espessura de centenas ou milhares de átomos. Esta nova descoberta pode ser a solução para a busca por uma forma de guardar dados de uma forma muito mais densa.

“Somos os primeiros a criar um íman 2D a temperatura ambiente que é quimicamente estável. O nosso íman 2D não só é o primeiro a operar à temperatura ambiente ou mais alta, mas é também o primeiro a alcançar o verdadeiro limite 2D: é tão fino como um único átomo!”, revela Jie Yao, cientista da Universidade de Berkeley, ao site Science Alert.

Esta conquista foi alcançada usando um material chamado óxido de zinco de van der Waals dopado com cobalto, que é criado com uma combinação de óxido de grafeno, cobalto e zinco. O óxido de grafeno é imerso em acetato di-hidratado de zinco e cobalto, com as proporções todas medidas cuidadosamente.

Quando cozidos no vácuo, a mistura arrefece lentamente e torna-se uma camada única de óxido de zinco intercalada com átomos de cobalto entremeada entre camadas de grafeno. O processo de cozedura queima o grafeno e deixa apenas uma camada de óxido de zinco dopada com cobalto.

O filme 2D que resultou do processo é magnético, mas o magnetismo depende da quantidade de cobalto espalhada pelo óxido de zinco, já que era fraco quando a percentagem era de 5% ou 6%. Nos 15%, o material era tão magnético que entrou num estado de frustração. A percentagem de cobalto de 12% parece ser o ideal.

O íman continuou magnético não só quando exposto à temperatura ambiente, mas até aos 100 graus Celsius, apesar do óxido de zinco não ser um material ferromagnético. Este novo mecanismo difere de outros ímans 2D devido “aos electrões livres no óxido de zinco” que agem como intermediários e mantém os átomos de cobalto magnéticos apontados na mesma direcção, explica Rui Chen, da Universidade de Berkeley.

Cada electrão é um íman minúsculo e se na maioria dos materiais, as orientações magnéticas dos electrões se cancelam entre si, isso não acontece nos materiais ferromagnéticos. Nestes, os electrões separam-se em grupos de acordo com a orientação.

Os nossos resultados são ainda melhores do que esperávamos, o que é muito empolgante. As experiências científicas costumam ser muito desafiantes, mas quando finalmente se percebe que algo é novo, sentimo-nos sempre muito realizados”, revela Yao.

A descoberta ainda exige pesquisas adicionais para se poder perceber o potencial total, especialmente nos ramos da física quântica ou da spintrónica. Resta-nos ficar atentos para saber este íman vai atrair mais mudanças científicas importantes.

AP, ZAP //

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