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Brasil

Como selecionar elétrons

Prestes a embarcar para o doutorado na Universidade de Uppsala, na Suécia, Carlos Moysés Araújo leva na bagagem dez artigos publicados que assinou em revistas científicas internacionais durante seu mestrado, realizado no Instituto de Física da Universidade Federal da Bahia (UFBA). Neles, o físico baiano de 27 anos mostra como separar os életrons – partículas atômicas que, como os piões, só giram de um lado ou de outro – e assim permitir um avanço rumo a semicondutores mais potentes e com menor perda de energia que os atuais.

Seu trabalho na UFBA indicou que é possível selecionar os elétrons com uma rotação em um sentido ou em outro – ou com spin up ou down, como se diria na linguagem científica – regulando-se a energia inicial e o ângulo com que os elétrons chegam às camadas de silício ou arseneto de gálio, os dois materiais mais adotados atualmente na construção dos semicondutores.

Para dar certo, é preciso também construir camadas assimétricas de semicondutores, as chamadas heteroestruturas, conforme a receita publicada em junho do ano passado na Physical Review B. Assinado por Araújo e por seus dois co-orientadores, Erasmo Assumpção de Andrada e Silva, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), e Antonio Ferreira da Silva, da UFBA, esse trabalho é provavelmente o primeiro a mostrar, teoricamente, como, de acordo com o spin, os elétrons adquirem diferentes faixas de energia, chamadas de minibandas, nas heteroestruturas não-magnéticas, um grupo de materiais que inclui o silício e o arseneto de gálio.

Disso tudo podem nascer os chamados filtros de spin, dispositivos capazes de reunir apenas os elétrons que girem, incessantemente, em um mesmo sentido – portanto, com a mesma faixa de energia. O resultado final mais prático desse estudo seriam as correntes elétricas mais puras com que se pretende dotar os circuitos integrados (chips) dos computadores ou dos microondas dos próximos anos.

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