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NANOTUBOS DE CARBONO: Emitindo Fóton por Fóton

sexta-feira, 20 de junho de 2008

Os nanotubos de carbono (CNTs, do inglês “carbon nanotubes”), têm sido exaustivamente estudados em relação as propriedades eletrônicas e mecânicas.

Há extenso repertório científico de possíveis aplicações já demonstradas para esses sistemas unidimensionais de camadas de carbono laminadas na forma de tubos.

Até o momento, os estudos óticos com os nanotubos de carbono limitavam-se apenas ao processo de caracterização do mesmo.

Agora a equipe de Högele mostrou que esse material exibe comportamento ótico descrito pela física quântica.

Os fótons – portadores de informação eletromagnética da matéria – se comportam como partículas bosônicas, por isso gostam de viajar juntos, empacotados: é o que acontece com a luz das estrelas, por exemplo.

No entanto, nos sistemas quânticos tais como os átomos ou mesmo os átomos artificiais, o confinamento dos portadores de carga elétrica pode desfazer o comportamento empacotado, resultando na emissão de fóton por fóton, cada um por vez.

Para aplicações tais como na comunicação ultra segura, é desejável o comportamento desempacotado.

Os autores dessa pesquisa excitam um único nanotubo de carbono com um pulso de laser e observam que, após a relaxação do sistema, a radiação é emitida fóton por fóton.

Os resultados sugerem que os nanotubos de carbono podem ampliar o seu repertório de aplicações para além dos circuitos lógicos e outros dispositivos eletrônicos: abrem-se os caminhos para os dispositivos optoeletrônicos quânticos.

Se você quer saber mais, leia o artigo na revista Phys. Rev. Lett. 100, 217401 (2008).

OBS: Os nanotubos de carbono são formados por camadas sólidas de grafite com dimensões de nanometros, ou seja, um bilhonésimo do metro (1/1.000.000.000).

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SPINTRÔNICA: Novidades

sábado, 31 de maio de 2008

Motivadas pelas descobertas que ocorreram principalmente na última década do século XX, as pesquisas sobre as propriedades de transporte de spins em materiais sólidos estão sendo retomadas com muito vigor.

Diante das perspectivas já desenvolvidas, a compreensão dessas propriedades e as conseqüentes aplicações na construção de dispositivos spintrônicos é um conhecimento básico contemporâneo necessário para a atualização científica nessa área com caráter multidisciplinar.
O tema central da spintrônica é a manipulação ativa dos graus de liberdade do spin em sistemas no estado sólido.

O controle de spin pode ser tanto da população e da fase de spin de uma coleção de partículas, quanto da manipulação coerente de um sistema com um único ou com poucos spins.
Os pesquisadores da spintrônica trabalham com dois objetivos gerais:
a- compreender a interação entre o spin da partícula e o seu respectivo ambiente de estado sólido;
b- construir dispositivos úteis com esse conhecimento.
As pesquisas básicas incluem o transporte de spins em materiais eletrônicos, a dinâmica de spin e a relaxação de spin.

Essas pesquisas procuram responder perguntas do tipo:
- “Qual é um modo efetivo para polarizar um sistema de spins?”
- “Por quanto tempo o sistema é capaz de lembrar a sua orientação de spin?”
- “Como o spin pode ser detectado?”
De modo geral, as pesquisas podem ser agrupadas em dois ramos:
1- Transporte de spin polarizado e efeitos de resistência magnética;
A característica básica desse grupo está nas medidas de tunelamento no transporte de spin polarizado que revelaram a modificação das curvas de corrente versus tensão através da aplicação de um campo magnético e esse resultado é interpretado por uma resistência magnética de tunelamento (TMR).
Em 1995 foi descoberta a TMR a temperatura ambiente que aplicada em junções magnéticas as quais são a base para os protótipos de memória magnética de acesso aleatório.
Inclui-se nesse grupo o estudo da resistência magnética gigante (GMR) com aplicação em dispositivos de memória não volátil.
2- Injeção de spin e orientação ótica.
A característica principal deste grupo é a geração de sistemas de spin fora do equilíbrio para aplicar na construção de dispositivos fotoemissores de elétrons com spins polarizados muito úteis em poderosas técnicas de detecção na física de alta energia e na pesquisa de magnetismo em superfícies.

Quer saber mais? Consulte: Igor Zutic et al., “Spintronics: Fundamentals and applications”, REVIEWS OF MODERN PHYSICS, VOLUME 76, APRIL 2004.

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