“Sanduíche atômico” pode tornar computadores 100 vezes mais eficientes e econômicos

Imagem de capa: Autor desconhecido, extraída de University of Michigan

Este texto é uma tradução e adaptação de “‘Atomic Sandwiches’ could make computers 100x greener” por Gabe Cherry, no portal da Engenharia da University of Michigan

Pesquisadores projetaram um novo material que pode levar a criação de uma nova geração de dispositivos de computação combinando mais poder de processamento com um consumo bem menor de energia.

Conhecido como um material multiferróico magnético, que combina propriedades elétricas e magnéticas, o novo material faz um sanduíche de camadas individuais de átomos produzindo uma fina película com polaridade magnética que pode ser “virado” de positivo para negativo ou vice-versa, apenas com pequenos pulsos de eletricidade. No futuro, os fabricantes de dispositivos poderiam usar essa propriedade para armazenar digitais 0 e 1, a espinha dorsal do sistema binário que codifica toda a informação digital.

Para criar o novo material, os investigadores começaram com finas películas, atomicamente precisas de óxido de ferro lutécio hexagonal (LuFeO₃), um material conhecido por ser um ferroelétrico robusto, mas não fortemente magnético. O óxido de ferro lutécio consiste em monocamadas alternadas de óxido de lutécio e óxido de ferro. Os pesquisadores então usaram uma técnica chamada epitaxia de feixe molecular para adicionar uma monocamada extra de óxido de ferro para cada 10 repetições atômicas do padrão monocamada.

 

O lutécio apresenta deslocamentos em nível atômico chamados “Rumples”. Visível sob um microscópio de elétrons, os “rumples” melhoram o magnetismo no material, permitindo que persista à temperatura ambiente.

O resultado foi um novo material que combina esse fenômeno do óxido de lutécio chamado “planar rumpling” com as propriedades magnéticas de óxido de ferro para alcançar propriedades multiferróico magnético à temperatura ambiente.

Dispositivos multiferróico podem se tornar viáveis em alguns anos, o trabalho coloca o campo mais perto de seu objetivo, ou seja, melhorias na velocidade da indústria de computação e consumindo menos energia. Isto é essencial para a indústria eletrônica continuar a avançar de acordo com a lei de Moore, que prevê que o poder de circuitos integrados irá duplicar a cada ano. Isto tem se provado verdade desde a década de 60, porém os especialistas preveem que a tecnologia baseada em silício, a atual, pode estar se aproximando de seus limites.