Spin do núcleo de hidrogênio controla um LED

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/11/2014

O spin do núcleo de um único átomo controlou a emissão de luz pelo LED orgânico.
[Imagem: Hans Malissa et al. - 10.1126/science.1255624]

Controle atômico

O spin do núcleo de um isótopo de hidrogênio foi usado para controlar a corrente que alimenta um LED de plástico (OLED) - a temperatura ambiente e sem aparatos magnéticos ultrafortes.

O feito, um marco na convergência da miniaturização da eletrônica (de cima para baixo) com os avanços nos controles atômicos e moleculares (de baixo para cima), é resultado do trabalho de Hans Malissa e seus colegas da Universidade de Utah, nos Estados Unidos.

O experimento nos coloca a um passo de dispositivos práticos que funcionem tanto eletronicamente quanto spintronicamente.

Isto inclui não apenas OLEDs mais eficientes do que os usados hoje nas telas de TVs e celulares, mas também computadores quânticos super rápidos.

"Nós mostramos que podemos usar componentes eletrônicos de plástico a temperatura ambiente para ver a orientação dos menores ímãs na natureza - os spins dos menores núcleos atômicos," disse o professor Christoph Boehme, coordenador da equipe. "Este é um passo que pode levar a novas formas de armazenar informações, produzir melhores telas e fazer computadores mais rápidos."

Condições práticas

O experimento é uma versão prática da realizada anteriormente pela mesma equipe, quando eles foram capazes de ler spins dos núcleos de átomos de fósforo em um semicondutor de silício.

• Dado quântico é armazenado no núcleo de um átomo

Na ocasião, o experimento só funcionou quando foi arrefecido até próximo do zero absoluto, bombardeado com micro-ondas intensos e exposto a campos magnéticos superfortes.

Agora, a equipe conseguiu ler os spins do núcleo de dois isótopos de hidrogênio em temperatura ambiente: um único próton e um átomo de deutério, formando por um próton, um nêutron e um elétron.

Os isótopos foram incorporados em um LED orgânico feito com um semicondutor chamado MEH-PPV, que emite cor laranja.

A capacidade de controlar os spins nucleares pode permitir aumentar a eficiência de vários materiais eletrônicos.
[Imagem: Hans Malissa et al. - 10.1126/science.1255624]

Spins nucleares

"Este experimento é notável porque as forças magnéticas criadas pelos núcleos são milhões de vezes menores do que as forças eletrostáticas que normalmente conduzem correntes," disse Boehme, destacando que, ainda assim, essas forças são capazes de controlar as correntes que fluem por um componente como um LED, com trilhões de átomos.

A capacidade de controlar os spins nucleares pode permitir aumentar a eficiência de vários materiais eletrônicos.

"E também levanta a questão de saber se este efeito pode ser utilizado para aplicações tecnológicas, tais como chips de computador que usem spins nucleares como memória e empreguem nosso método como forma de ler os spins," concluiu o pesquisador.

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