O magnetismo influencia os movimentos atômicos: revolução na nanotecnologia!

O magnetismo influencia os movimentos atômicos: revolução na nanotecnologia!

Um novo avanço na nanofísica mostra que o magnetismo pode controlar o movimento de átomos individuais nas superfícies. Cientistas da Universidade de Kiel (CAU) e da Universidade de Hamburgo descobriram que os átomos não se movem aleatoriamente, mas ao longo de fileiras magnéticas, o que poderia ter implicações significativas para a ciência dos materiais e a nanotecnologia. Esses resultados foram publicados na revista “Nature Communications”.

Em seus experimentos, os pesquisadores usaram um microscópio de tunelamento para examinar o movimento de átomos como cobalto, ródio e irídio em uma única camada de manganês que foi evaporada em uma superfície de rênio. A superfície era ordenada magneticamente e tinha propriedades magnéticas conhecidas. Os experimentos foram realizados em temperaturas extremamente baixas, próximas do zero absoluto, o que forneceu os pré-requisitos para medições precisas.

Mecanismos de movimento atômico

O grupo de pesquisa descobriu que os átomos expostos a um pulso de corrente se moviam em uma direção específica, que era influenciada pelas propriedades magnéticas da superfície. Isto era verdade mesmo para átomos não magnéticos, indicando que a interação entre os átomos e a superfície magnética é crucial para a direção do movimento. Cálculos da mecânica quântica realizados em supercomputadores confirmaram que é energeticamente mais fácil mover-se ao longo das fileiras magnéticas.

Estes resultados abrem novas possibilidades para o controle direcionado dos movimentos atômicos. Na nanotecnologia, isto poderia levar a avanços no desenvolvimento de semicondutores, catalisadores e nanoestruturas personalizadas que podem desempenhar funções específicas.

Insights sobre nanofísica

A Universidade Livre de Berlim é conhecida por seus muitos anos de experiência em nanofísica e física de superfícies. Suas áreas de pesquisa vão desde o estudo de moléculas como interruptores e nanomotores até materiais de baixa dimensão. O trabalho científico concentra-se na compreensão e aproveitamento dos efeitos da mecânica quântica em sistemas atômicos. Isto inclui, entre outras coisas, a investigação em superfícies magnéticas e o desenvolvimento de nanomateriais funcionalizados com precisão atómica.

As tecnologias mais recentes neste campo, como o tunelamento de varredura e a microscopia de força atômica, permitem aos pesquisadores manipular estruturas atômicas com precisão e estudar em profundidade os fenômenos da física quântica. O Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) conduz pesquisas teóricas e experimentais para produzir novos nanossistemas e compreender suas propriedades para melhorar componentes eletrônicos.

Uma variedade de cursos e seminários na área de nanofísica oferecem aos estudantes e pesquisadores a oportunidade de lidar com tópicos e métodos atuais. Isso também inclui palestras especiais sobre técnicas avançadas, como microscopia eletrônica, física de raios X e tecnologias quânticas.

A descoberta de que o magnetismo pode influenciar a mobilidade atómica poderá abrir caminho para desenvolvimentos inovadores na ciência dos materiais e muito mais. As interações dinâmicas entre átomos e superfícies magnéticas poderiam permitir novas aplicações em armazenamento de dados, nanotecnologia e desenvolvimento de materiais.

Globalmente, a investigação mostra que a direcção e a velocidade do movimento atómico podem ser controladas com muito mais precisão no futuro, o que poderá trazer benefícios de longo alcance para a ciência e a indústria.