Magnônica e a possível extinção da eletrônica convencional

O uso de ímãs para alimentar aparelhos eletrônicos pode se tornar uma realidade em breve com novas pesquisas no campo da magnônica.

Será que existe uma alternativa melhor e mais eficiente aos processos eletrônicos? Normalmente, eles funcionam movendo elétrons através de circuitos e portas lógicas para realizar cálculos, mas, ao fazê-lo, devem superar a resistência, que desperdiça energia e gera calor. Então, ao invés de forçar os elétrons a se empurrarem uns aos outros, os pesquisadores estão procurando maneiras de fazê-los fazer uma onda: conheça a “magnônica”.

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Os elétrons têm uma propriedade chamada spin, e esse spin pode ser orientado para cima ou para baixo. Átomos podem gerar campos magnéticos se os spins de seus elétrons se alinharem. Quando a energia é aplicada a esse campo magnético, a direção do campo é invertida e a força do campo enfraquece. A energia que amorteceu o campo magnético é repassada e essa onda de energia pode ser pensada como uma partícula chamada magnon. Os magnons podem ser usados para transportar informações.

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No entanto, enquanto os circuitos de silício que conduzem elétrons são relativamente fáceis de fazer, os ímãs que transportam magnons não são. A maioria dos pesquisadores usa um material chamado granada de ferro com ítrio, ou YIG, mas é notoriamente difícil de fabricar e combinar com outros materiais. Pesquisadores testaram alguns materiais, e o mais promissor parece ser um material chamado tetracianoetileno de vanádio. Este material foi o primeiro ímã à base de carbono que era estável à temperatura ambiente, mas uma vez exposto ao oxigênio, explodia em chamas.

Embora seja difícil trabalhar com magnons, e ainda mais difícil desenvolver novos transistores para eles, os pesquisadores descobriram que é possível converter um magnon em um sinal elétrico. Isso significa que os pesquisadores poderiam simplesmente combinar a eletrônica e a magnônica, o que os aproximaria de computadores menores, mais rápidos e mais eficientes.

Fonte: Seeker

O que é a Magnônica?

A magnônica é um campo emergente do magnetismo moderno, que pode ser considerado um sub-campo da física moderna do estado sólido. Ela combina ondas e magnetismo, seu principal objetivo é investigar o comportamento de ondas de spin em elementos de nanoestrutura. Em essência, as ondas de spin são um reordenamento propagativo da magnetização em um material e surgem da precessão de momentos magnéticos. Momentos magnéticos surgem dos momentos orbital e de spin do elétron, na maioria das vezes é esse momento de spin que contribui para o momento magnético final.

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Seguindo o sucesso do disco rígido moderno, há muito interesse atual em armazenamento de dados magnéticos no futuro e o uso de ondas de spin para coisas como lógica ‘magnônica’ e armazenamento de dados. Da mesma forma, a spintrônica procura utilizar o grau de liberdade inerente para complementar a propriedade de carga já bem-sucedida do elétron usado na eletrônica contemporânea.

O magnetismo moderno preocupa-se em aprofundar a compreensão do comportamento da magnetização em escalas de comprimento muito pequenas (submicrometria) e em escalas de tempo muito rápidas (subnano-segundo) e como isso pode ser aplicado para melhorar as novas tecnologias existentes ou gerar conceitos computacionais.

Um cristal magnônico é um metamaterial magnético com propriedades magnéticas alternadas. Como os metamateriais convencionais, suas propriedades surgem da estruturação geométrica, em vez de sua estrutura de cor ou sua composição direta. Pequenas inomogeneidades espaciais criam um comportamento macroscópico eficaz, levando a propriedades não prontamente encontradas na natureza.

Alternando parâmetros como a permeabilidade relativa ou a magnetização de saturação, existe a possibilidade de adaptar lacunas de banda ‘magnônicas’ no material. Ao ajustar o tamanho dessa banda, apenas os modos de onda de spin capazes de atravessar as lacunas de banda seriam capazes de se propagar através da mídia, levando à propagação seletiva de certas frequências de onda de spin.

(Texto traduzido da Wikipédia, não havia versão em português desse material, para ver mais detalhes sobre essa nova tecnologia clique no link)