11 - Spintrônica: Controle elétrico de bits ferromagnéticos

Resumo:

O spin é uma propriedade puramente quântica de partículas fundamentais e está ligada intimamente à emergência do magnetismo na matéria. Considerando que grande parte do que reconhecemos por tecnologia hoje está relacionada à manipulação de cargas e correntes elétricas, valer-se de um grau de liberdade adicional na forma do spin eletrônico pode levar a saltos de eficiência computacional e energética. A spintrônica é, precisamente, o ramo interdisciplinar da física que investiga fundamentos e aplicações do spin dos elétrons visando duplamente a melhor compreensão das propriedades magnéticas da matéria e os mecanismos de controle elétrico destas propriedades. Este módulo terá como desafio, a realização bem-sucedida da reversão magnética por correntes puras de spin em nanoestruturas. Para isso serão realizadas deposição de multicamadas de filmes finos, micro e nanofabricação de estruturas como barras Hall e contatos elétricos, além de experimentos de quantificação de torques magnéticos resultados da interação spin-órbita. Os estudantes terão contato direto com técnicas experimentais de fabricação e caracterização de filmes finos como sputtering e refletividade de raios-x, técnicas de microfabricação em sala limpa como litografia óptica e desbaste por feixe de íons, e técnicas de caracterização magnética como magnetometria VSM e magnetotransporte eletrônico. Será possível, em paralelo, modelar os resultados através de simulações magnéticas no software Mumax3.