Uma equipe de pesquisa da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST) avançou no controle do sinal de spin em novos materiais magnéticos. Eles demonstraram um método para inverter reversivelmente a direção da conversão spin-carga, abrindo possibilidades para o desenvolvimento de dispositivos espintrônicos de alta velocidade e alta eficiência da próxima geração. Este trabalho foi publicado na revista Nano Letters.

Esta pesquisa foi um esforço colaborativo entre a equipe do Professor Zhengyu Liu, do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, e a equipe do Professor Changxi Sun, do Departamento de Física da UNIST. A equipe demonstrou experimentalmente que o processo de conversão da corrente de spin em um sinal elétrico em filmes finos de óxido de rutênio (RuO₂), um material magnético alternado, pode ser controlado com precisão e que a polaridade do sinal pode ser invertida reversivelmente. Essa descoberta estabelece as bases para o desenvolvimento de dispositivos de processamento de informações de baixo consumo de energia e alta eficiência.

A equipe de pesquisa construiu uma nova estrutura de dispositivo composta por um substrato de dióxido de titânio, uma camada de óxido de rutênio e uma camada de cobalto-ferro-boro, e observou com sucesso a saída de sinal elétrico controlável na camada não magnética de RuO₂ utilizando um gradiente de temperatura para gerar corrente de spin. O professor Liu Zhengyu afirmou: "Nossos experimentos demonstram que os sinais de spin em materiais não magnéticos como o RuO₂ podem ser controlados e invertidos de forma confiável. Esse princípio é promissor para dispositivos de memória e lógica de spin mais rápidos e com maior eficiência energética."

A chave desta pesquisa reside na obtenção da comutação não volátil da polaridade do sinal de conversão spin-carga por meio da manipulação da ordem magnética (vetor de Nell) dentro do material. Esse mecanismo para armazenar e processar informações sem alimentação contínua de energia é de grande importância para dispositivos de memória e lógica de próxima geração. Kim Dong-ho, gerente de projetos do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST), destacou: "Essa conquista representa uma pesquisa inovadora impulsionada por experimentação ousada. Continuaremos apoiando esses esforços para garantir que essa tecnologia se torne um ativo fundamental para a indústria de semicondutores coreana."

Este trabalho, desde a síntese do material até os testes do dispositivo, levou pouco mais de um ano, demonstrando uma capacidade de execução de pesquisa altamente eficiente. Esse avanço também abre um novo caminho experimental para o desenvolvimento de dispositivos espintrônicos baseados em ímãs alternados.