Kyle Monkman e sua equipe de pesquisa da Universidade da Colúmbia Britânica propuseram na Physical Review X que uma nova classe de materiais magnéticos descoberta – os ímãs alternos – poderia permitir o transporte de spin sem perda de energia. Este estudo computacional oferece uma potencial nova plataforma para a spintrônica, na qual a informação pode ser codificada no spin dos elétrons, em vez de na carga.
O principal desafio da spintrônica é a rápida atenuação da corrente de spin ao longo de longas distâncias. A spintrônica supercondutora combina o transporte de carga sem dissipação com materiais magnéticos, mas apresenta desvantagens como interferência de campos magnéticos dispersos. Os ímãs alternos, confirmados em 2024, possuem magnetização líquida zero, evitando campos magnéticos indesejados, enquanto sua simetria cristalina confere bandas eletrônicas com divisão de spin, despertando interesse em sua capacidade de sustentar estados supercondutores não convencionais.
Os pesquisadores apontam que, quando um ímã alterno se torna supercondutor, formam-se dois condensados independentes compostos por pares de elétrons de spin para cima e spin para baixo, diferente dos pares de spins opostos em supercondutores convencionais. Isso resulta em um estado supercondutor que se comporta como dois fluidos independentes, capazes de fluir separadamente quando os efeitos spin-órbita são fracos. Se os dois condensados fluírem em direções opostas, as correntes de carga se cancelam, enquanto as correntes de spin se somam, produzindo uma supercorrente de spin pura, permitindo o transporte de spin sem fluxo de carga associado.
A equipe de Monkman também descobriu um efeito gerador de corrente de spin, onde a aplicação de uma corrente de carga pode induzir uma supercorrente de spin transversal em certas orientações cristalinas. O estudo mostra que essas correntes de spin permanecem robustas mesmo na presença de acoplamento spin-órbita e desordem magnética, contrastando com o desaparecimento de curta distância das correntes de spin em materiais convencionais. Embora a supercondutividade ainda não tenha sido observada em ímãs alternos conhecidos, muitos materiais candidatos são bons metais, e uma fase supercondutora pode emergir em baixas temperaturas.
Se confirmada experimentalmente, os ímãs alternos supercondutores têm o potencial de combinar as vantagens do magnetismo e da supercondutividade, abrindo novos caminhos para tecnologias de baixo consumo baseadas em spin.
Detalhes da publicação: Autor: Sam Jarman, Phys.org; Título: Superconducting altermagnets could carry spin without energy loss; Publicado em: Physical Review X (2026); Informações do periódico publicadas em: Physical Review X.
