Alexander Tkach explora magnetorresistência gigante (GMR)
2015-07-27
O trabalho de investigação, devolvido em parceria com instituições alemãs, acaba de ser publicado na revista Nature Physics

Alexander Tkach, investigador do CICECO, Universidade de Aveiro (UA), desenvolveu uma técnica para estudar distintamente e com precisão temporal sem precedentes o efeito de magnetorresistência gigante (GMR), um fenómeno presente em mecanismos utilizados na leitura de discos duros e sensores magnéticos industriais ou biomédicos. O trabalho de investigação desenvolvido em colaboração com o Max Planck Institute for Polymer Research, o Institut für Physik Johannes Gutenberg-Universität Mainz, a Sensitec GmbH, a Fakultät für Physik da Universität Bielefeld e o Fritz Haber Institute of the Max Planck Society acaba de ser publicado na revista Nature Physics, uma das mais importantes revistas científicas do mundo dedicadas à Física.

A tecnologia da spintrónica, que utiliza e manipula não apenas a carga elétrica mas também o spin (ou seja o momento magnético) dos eletrões para processar a informação, está presente em dispositivos usados na leitura de discos duros e sensores magnéticos industriais ou biomédicos. Na sua base está a descoberta do efeito de magnetoresistência gigante (GMR) em metais nano-estruturados em camadas magnéticas e não magnéticas, que foi laureada em 2007 com o Prémio Nobel da Física atribuído a Albert Fert e Peter Grunberg. Este efeito consiste numa apreciável variação da resistência elétrica com a aplicação de um campo magnético, que altera a orientação relativa da magnetização das camadas magnéticas.

Os processos microscópicos de espalhamento dos eletrões e por conseguinte, a resistência elétrica dos materiais onde estes se deslocam, são compreendidos com modelos desenvolvidos inicialmente por Nevil Mott. No entanto, o facto dos tempos envolvidos serem extremamente curtos, inferiores a 100 femtossegundos (1 fs=10-15 s) colocava um desafio enorme à sua observação e investigação direta, agora possibilitada de modo exemplar no trabalho publicado na prestigiada Nature Physics.

A equipa de investigação, de que fez parte Alexander Tkach, utilizou, na Universidade de Mainz, técnicas ultra-rápidas  de espectroscopia de Terahertz. Pôde assim estudar distintamente e com precisão temporal sem precedentes o fenómeno de GMR em multicamadas magnéticas, conseguindo separar e quantificar as contribuições das duas orientações do spin do eletrão nos fenómenos microscópicos envolvidos. Mas a importância do trabalho alarga-se, com a potencialidade demonstrada de modular e modificar ondas eletromagnéticas de frequência Terahertz com este fenómeno magnético.

O artigo publicado na Nature Physics pode ser visto aqui.

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