Diversos grupos espalhados pelo mundo trabalham para desenvolver sistemas capazes de realizar spintrônica – o processamento de informação com base no spin de partículas elementares. Nesse contexto, especialmente importante é a investigação da chamada interação Dzyaloshinskii-Moriya, que recebeu especial atenção de um estudo internacional com importante participação brasileira.
“Esse tipo de interação tem sido intensamente estudado pela comunidade científica”, explica Alexandre A. C. Cotta, pesquisador da UFLA (Universidade Federal de Lavras), em Minas Gerais, e coautor do trabalho publicado em 28 de maio na revista Nature Materials.
“Ela tem um apelo tecnológico e possibilidades de aplicações interessantes, porque é esse tipo de interação que gera, por exemplo, texturas de spin quirais e que pode gerar o que nós chamamos de skyrmions.”
Os skyrmions são objetos topológicos formados pela configuração de spin de partículas num material e acredita-se que venham a ser bastante importantes no futuro desenvolvimento da spintrônica, daí o interesse neles.
As interações Dzyaloshinskii-Moriya costumam surgir a partir da junção de dois filmes finos, dos quais um deles precisava ser um metal não magnético com forte acoplamento spin-órbita.
“No nosso trabalho, uma das principais contribuições foi mostrar que essa restrição de ter necessariamente uma interface formada por um metal pesado com forte acoplamento spin-órbita não é necessária”, explica Cotta. “No nosso trabalho, a partir de um sistema formado por uma interface com grafeno, cobalto e rutênio, nós mostramos que nessas duas interfaces, grafeno e cobalto, e também na interface cobalto-rutênio, esse tipo de interação aparece.”
A pesquisa envolveu colaboração entre diversos grupos no Brasil e no exterior, dentre eles o de Albert Fert, pesquisador da Universidade de Paris-Saclay, vencedor do Prêmio Nobel em Física de 2007. Também participaram cientistas da Universidade de Grenoble, na França, da Academia Chinesa de Ciências, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos EUA, da Universidade da Califórnia em Davis. Do Brasil, além de Cotta, participaram Edmar A. Soares, da UFMG (Universidade Federal de Minas Gerais), e Waldemar A. A. Macedo, do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, em Belo Horizonte.
Para medir as interações, os pesquisadores usaram uma técnica de observação conhecida como microscopia de elétrons de baixa energia com polarização de spin. “Nessa técnica, a gente consegue mapear em três dimensões como é a orientação dos spins dessa minha superfície”, explica Cotta.
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