Se você nunca ouviu falar na spintrônica, certamente vai percebê-la em seu dia-a-dia nos próximos tempos. A tecnologia está ganhando destaque por sua contribuição para a rapidez de leitura e também pela miniaturização dos discos rígidos dos computadores. Este, aliás, foi o motivo que levou o francês Albert Fert e o alemão Peter Grümberg a receber o Prêmio Nobel da Física este ano. O grande mérito dos cientistas foi a descoberta, em 1988, de um fenômeno chamado magneto-resistência gigante, no qual as informações são armazenadas no HD de forma magnética, ou seja, cada pequena região magnetizada define se o bit corresponde a 0 ou 1. A chamada spintrônica utiliza o spin (ou rotação) do elétron para controlar dispositivos e não mais sua carga, como é feito na eletrônica tradicional.

Uma das possibilidades é ter uma corrente elétrica com todos os elétrons apontando para cima ou para baixo e, com isso, ligar o desligar um equipamento. No disco rígido, esta característica traz maior rapidez na leitura das informações. "Essa é a chamada spintrônica em metais, que é baseada em materiais ferro-magnéticos e está avançada o suficiente a ponto de encontrarmos dispositivos no mercado como processadores. É um mercado bilionário", explica o professor e pesquisador do Instituto de Física da USP-São Carlos, José Carlos Egues. É possível, por exemplo, ter maior densidade de informações gravadas em um menor espaço e rapidez de leitura, o que garante a rápida miniaturização dos discos rígidos. "Você pode diminuir muito o disco porque a variação de magnetização é menor", explica a professora e pesquisadora da Universidade Federal do Rio de Janeiro,Tatiana Rappoport, também ganhadora do prêmio "Para Mulheres na Ciência" , com o projeto "Manipulação de spins e cargas: dos semicondutores magnéticos ao grafeno".

Além da aplicação em metais surgiu, há menos de dez anos, a spintrônica em semicondutores, linha de pesquisa que ambos os entrevistados seguem. Os princípios são os mesmos, mas Egues explica que esta área de estudo é bastante promissora porque os materiais semicondutores são mais flexíveis que os metais. Entre as vantagens está, por exemplo, o controle do número de elétrons em um semicondutor e, inclusive, mudanças na massa de cada um deles. "Isso é importante porque quando você projeta um dispositivo, na verdade o que você quer é controlar o spin, controlar a carga, ou seja, ser capaz de manipular o elétron", esclarece o pesquisador. Todas estas operações ocorrem na escala de alguns ângstrons, ou seja, cerca de um décimo de nanômetro.

A partir deste desenvolvimento, diversas soluções para dificuldades que hoje a indústria eletrônica enfrenta, poderão ser encontradas. A dissipação de energia que aflige os desenvolvedores quando trabalham em um projeto de circuito eletrônico, por exemplo, poderá diminuir. "Girar um spin para ligar ou desligar um equipamento custa menos energia do que arrastar um elétron de um canal para outro com o mesmo objetivo, como acontece com a eletrônica tradicional", destaca o professor. O giro do spin também poderá proporcionar maior velocidade nas operações dentro de um circuito eletrônico, mas de acordo com Egues, a existência dos novos recursos ainda são especulações, porque ainda há muito o que pesquisar sobre o tema. "Ainda estão sendo feitos os primeiros cálculos dessa nova spintrônica", diz o professor.

Como estamos falando de dimensões de cerca de um décimo de nanômetro, começam a surgir também efeitos quânticos, que ainda estão sendo estudados, pois fogem ao entendimento da Física como a conhecemos. O objetivo é entender quais efeitos positivos e negativos estes fenômenos podem trazer para a eletrônica e, conseqüentemente, informática. Alguns problemas, no entanto, já estão sendo vislumbrados. Tatiana conta que uma das dificuldades em trabalhar com semicondutores magnéticos está na temperatura, que deve ficar sempre muito baixa. "Ainda não conseguimos trabalhar com eles em temperatura ambiente e isso é um problema. É só olharmos para os componentes ou um computador que, com certo tempo de uso, aquecem", esclarece.

O Brasil já possui uma presença significativa de pesquisa sobre o assunto e Egues acredita que este seja o motivo pelo qual a maior conferência sobre spintrônica será realizada no país no ano que vem. Trata-se da 5a Conferência Internacional sobre Física e aplicações de Spin, que acontecerá entre 3 e 6 de agosto de 2008, na cidade de Foz do Iguaçu (PR). "A realização deste evento será muito importante para a comunidade emergente na área em nosso país, como um reconhecimento por nossos esforços e contribuições", comemora Egues, que será o chairman da conferência no Brasil. Diversos pesquisadores renomados como David D. Awschalom, Hideo Ohno e Laurens Molenkamp estarão presentes no evento, que já foi realizada nos Estados Unidos, Alemanha e Japão. Mais informações sobre o evento poderão ser consultadas em breve no site do Instituto de Física da USP-São Carlos.

*Originalmente publicado na newsletter Saber Eletrônica Online - Edição 19.