CBPF fortalece cooperação internacional em orbitrônica com o INL

Além da carga elétrica (eletrônica), os elétrons têm duas propriedades que podem ser exploradas pela tecnologia: o spin, uma espécie de rotação intrínseca do elétron sobre si mesmo, explorada pela spintrônica e base para vários dispositivos, como memórias de computador; e o momento angular orbital, o modo como o elétron se move ao redor do núcleo do átomo, explorado pela orbitrônica. Essa área emergente investiga fenômenos em materiais ultrafinos com potencial para o desenvolvimento de dispositivos mais eficientes e sustentáveis, com menor consumo de energia.

Com o objetivo de fortalecer e consolidar atividades conjuntas nessa linha de pesquisa, o Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF) e o International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL) assinaram um acordo de cooperação. No âmbito da parceria, o CBPF designou a pesquisadora da Coordenação de Física Teórica (COTEO), Tatiana Rappoport, para integrar dois projetos do INL: o Orbital Engineering for Innovative Electronics (OBELIX) e o OrBital based electronicS (ORBIS).

Tatiana Rappoport - Crédito: NCS/CBPF

No OBELIX, financiado pela União Europeia, a pesquisadora liderará atividades teóricas e computacionais, incluindo o desenvolvimento de modelos teóricos e simulações numéricas em larga escala no espaço real – construir teorias matemáticas e rodar simulações computacionais a fim de entender como materiais quânticos se comportam, representando-os da forma mais próxima possível da realidade física concreta. Também contribuirá para a interpretação dos resultados experimentais gerados no âmbito do projeto.

Integrado à Rede de Doutoramento Marie Skłodowska-Curie e financiado pela União Europeia, o ORBIS contará com a colaboração de Rappoport no desenvolvimento de investigações fundamentais e metodológicas em orbitrônica. Entre as atividades, estão a supervisão e formação de novos pesquisadores e o desenvolvimento de abordagens escaláveis no espaço real aplicáveis a sistemas complexos — como aqueles com imperfeições estruturais e ausência de simetria.

Nesse contexto, a proposta é desenvolver ferramentas de cálculo que consigam lidar com materiais do jeito que eles realmente são — imperfeitos, irregulares e complexos — e que ainda assim sejam eficientes para rodar tanto em sistema pequenos como nos grandes. É um desafio matemático e computacional, porque a maioria dos métodos existentes só funciona bem quando o material é idealizado e organizado.  

Os avanços nessa área podem, no longo prazo, contribuir para o desenvolvimento de novas tecnologias eletrônicas mais eficientes, com aplicações em computação e armazenamento de dados.