Influência das moléculas quirais - de uma perspetiva spintrónica
Os investigadores conseguiram comprovar a influência das moléculas quirais no spin - o efeito de seletividade de spin induzido por quirais - utilizando métodos de investigação spintrónica
Os electrões são conhecidos da corrente eléctrica; afinal, a sua carga negativa é a sua propriedade mais conhecida. No entanto, também têm outras propriedades intrínsecas, como o spin, o momento magnético dos electrões, que oferece vantagens no campo das tecnologias de armazenamento, entre outras coisas. No entanto, até agora tem sido bastante difícil selecionar os spins - por outras palavras, separar apenas os electrões com um spin que aponta para cima. Uma forma de o fazer seria enviar corrente através de um ferromagneto, como o ferro, obtendo-se assim uma corrente polarizada por spin, dependendo da direção da magnetização.
A hélice como filtro de rotação
©: Angela Wittmann
Nos últimos dez anos, surgiu uma alternativa a esta solução. Neste caso, a corrente é enviada através de moléculas quirais, ou seja, moléculas que não podem ser alinhadas com a sua imagem espelhada, como as estruturas helicoidais. Desta forma, consegue-se também uma polarização de spin de cerca de 60 a 70 por cento, semelhante à de um material ferromagnético. No entanto, esta abordagem é ainda objeto de debate.
Sistema constituído por uma camada de ouro e moléculas quirais
Os investigadores da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) conseguiram agora comprovar a existência do chamado efeito de seletividade de spin induzido pela quiral. "Investigámos o efeito das moléculas quirais utilizando métodos spintrónicos", explicou a Professora Angela Wittmann do Instituto de Física da JGU. "Em vez de conduzir a corrente de carga através da própria molécula quiral, utilizamos uma camada de ouro com moléculas quirais e hibridizamos todo o sistema. Embora a maior parte da corrente flua através da camada de ouro, as moléculas quirais continuam a alterar o estado do ouro".
Os cientistas investigaram a conversão da corrente de spin em corrente de carga. Numa camada de ouro puro, cerca de três por cento da corrente de spin é convertida em corrente de carga - independentemente de o spin dos electrões estar a apontar para cima ou para baixo. A situação é diferente no sistema molécula quiral-camada de ouro: se as moléculas na superfície do ouro forem destras, as correntes de spin para cima são convertidas em correntes de carga muito mais eficientemente do que aquelas cujo spin está a apontar para baixo. Se, pelo contrário, existirem moléculas de spin esquerdo na camada de ouro, dá-se o inverso. O grau de conversão das correntes de spin em correntes de carga depende, portanto, da quiralidade das moléculas na superfície do ouro. "Além disso, o efeito é vetorial: se a hélice da molécula quiral apontar para cima, este efeito só ocorre se os spins apontarem aproximadamente na mesma direção ou exatamente na direção oposta", diz Wittmann. Se os spins forem rodados em relação à hélice, o efeito desaparece. A direção dos spins e do eixo da hélice deve, portanto, ser a mesma ou exatamente oposta.
"Com esta prova, damos mais um contributo para a aceitação do efeito de seletividade dos spins, ou seja, a influência das moléculas quirais sobre os spins", resume Wittmann.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Alemão pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Outras notícias do departamento ciência
