Durante décadas, o silício tem sido o material dominante na eletrônica convencional com base no transporte de carga elétrica.
Recente reviravolta no conhecimento desse material está fazendo o silício reunir as condições para entrar no domínio da spintrônica, onde a nova moeda é spin do elétron.
Os computadores modernos apresentam sérios desafios para a eletrônica convencional baseada na tecnologia do silício.
A crescente demanda sobre a velocidade dos processadores, a capacidade das memórias de armazenamento de dados e a potência de consumo estão forçando os pesquisadores a adentrar em territórios ainda não explorados para melhorar o desempenho desses dispositivos.
No âmbito destas iniciativas, APPELBAUM e sua equipe apresentam um desenvolvimento possivelmente decisivo: a primeira demonstração do transporte e manipulação coerente dos spins dos elétrons no silício.
Na eletrônica de spin, ou spintrônica, a informação é representada pelo spin e pela direção da correspondente magnetização.
Os materiais ferromagnéticos, tais como o ferro ou o cobalto, têm uma magnetização finita, porque a maioria dos spins dos elétrons está orientada no mesmo sentido ou em sentido oposto ao eixo de magnetização, dependendo do material.
Essa direção da magnetização persiste sem ação externa, e é, portanto, um estado de energia estável.
Por esse motivo, muitas aplicações da spintrônica baseadas em nanoestruturas de metais ferromagnéticos – tais como os discos rígidos magnéticos e, mais recentemente, as memórias magnéticas de acesso aleatório (MRAMs) – já mostraram o forte alcance comercial.
Porém há outras aplicações – tais como a lógica reprogramável – em que a spintrônica ainda não conseguiu superar muitas dificuldades.
Para que isso aconteça, a spintrônica tem que conquistar o silício, material abundante, barato e entrincheirado na eletrônica convencional com os materiais semicondutores.
Supõe-se que o spin dos elétrons do silício consegue sobreviver por tempo suficientemente longo para permitir a persistência da informação “spin-codificada”, e por isso os dispositivos spintrônicos feitos com silício poderiam oferecer melhorias significativas nos transistores de spin propostos e nos esquemas de computação quântica fundamentados na spintrônica.
No entanto, uma demonstração dos ingredientes básicos da spintrônica – tais como a injeção de spin, o transporte de spin, a manipulação e a detecção de spin – tem sido difícil de realizar no silício.
Então porque o silício resistiu durante tanto tempo, quando outros materiais semicondutores – tais como o arseneto de gálio (GaAs) usado na eletrônica de telefonia celular – se revelaram mais adequados?
A resposta para essa questão será apresentada no próximo poster sobre esse assunto.