Desde os primórdios da computação digital, temos confiado em bits magnéticos para armazenar dados. Embora essa abordagem tenha sido eficaz até agora, a explosão de dados impulsionada pela internet e pela inteligência artificial está exigindo soluções mais avançadas, capazes de aumentar a densidade de armazenamento por área.
A indústria tem favorecido os componentes spintrônicos, com destaque para as MRAMs (Memória Magnética de Acesso Aleatório), que utilizam a direção de magnetização de materiais ferromagnéticos para reter informações. Graças à sua não volatilidade e baixo consumo de energia, os dispositivos spintrônicos estão destinados a desempenhar um papel fundamental nos futuros sistemas de armazenamento de dados.
No entanto, persistem desafios significativos. Os bits spintrônicos baseados em ferromagnetos geram campos magnéticos ao seu redor, impactando os bits ferromagnéticos próximos. Em dispositivos magnéticos de armazenamento miniaturizados, isso resulta em interferência (diafonia) entre os bits magnéticos, limitando a densidade da memória magnética.
Felizmente, uma equipe liderada por Hidetoshi Masuda, da Universidade Tohoku, no Japão, apresenta uma solução promissora. Eles demonstraram que materiais magnéticos conhecidos como ímãs helicoidais podem ser empregados na construção de memórias magnéticas, potencialmente superando o problema das interferências interbits.
Memória magnética quiral: Uma nova abordagem
Ímãs helicoidais exibem uma organização espiralada das direções dos momentos magnéticos de seus átomos. A chave está na quiralidade da espiral, que pode ser usada para armazenar informações sem risco de interferência entre bits adjacentes.
Essa propriedade é possível devido à anulação dos campos magnéticos induzidos por cada momento magnético atômico nos ímãs helicoidais. Consequentemente, esses ímãs não geram um campo magnético macroscópico, eliminando assim a diafonia entre bits.
Masuda explica: “Os dispositivos de memória baseados na quiralidade dos ímãs helicoidais, livres de diafonia entre bits, podem abrir novos horizontes para melhorar a densidade de memória.”
A equipe demonstrou a viabilidade da memória de quiralidade, mostrando que ela pode ser escrita e lida em temperatura ambiente. Eles fabricaram filmes finos epitaxiais de um ímã helicoidal (MnAu2) e evidenciaram a mudança da quiralidade (orientação direita e esquerda da espiral) por meio de pulsos de corrente elétrica sob campos magnéticos.
Além disso, a equipe desenvolveu um dispositivo de bicamada composto por MnAu2 e Pt (platina), demonstrando que a memória de quiralidade pode ser lida como uma mudança de resistência, mesmo sem a aplicação de campos magnéticos.
Masuda conclui: “Descobrimos o potencial da memória quiral em ímãs helicoidais para dispositivos de memória de próxima geração; ela pode oferecer bits de memória de alta densidade, não voláteis e altamente estáveis. Esperamos que isso conduza ao desenvolvimento de futuros dispositivos de armazenamento com densidade de informações ultra-alta e alta confiabilidade.”
Fonte: Inovação Tecnológica
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