_ Cercetările Spintronics descoperă magnetice starea anumitor materiale poate fi schimbată utilizând deformarea indusă de suprafață

Electronica se bazează pe transportul sarcinilor electrice dintr-un loc în altul. Electronii se mișcă, curentul circulă și semnalele sunt transmise prin aplicarea unei tensiuni electrice. Cu toate acestea, există și o altă modalitate de a manipula curenții și semnalele electronice: folosind proprietățile spinului - momentul magnetic intrinsec al electronului. Aceasta se numește „spintronica” și a devenit un domeniu din ce în ce mai important în cercetarea electronică contemporană.

O echipă internațională de cercetare care implică TU Wien și Academia Cehă de Științe a realizat acum un progres important. Ei au reușit să schimbe rotațiile într-un material antiferomagnetic folosind efortul de suprafață. Acest lucru ar putea duce la o nouă linie importantă de cercetare în domeniul tehnologiilor electronice. Cercetarea este publicată în revista Advanced Functional Materials.

„Există diferite tipuri de magnetism”, explică Sergii Khmelevskyi de la Centrul de Cercetare a Clusterului Științific din Viena, TU Wien. "Cel mai cunoscut este feromagnetismul. Are loc atunci când spinurile atomice dintr-un material sunt toate aliniate în paralel. Dar există și opusul, antiferomagnetismul. Într-un material antiferomagnetic, atomii vecini au întotdeauna spini opuși." Prin urmare, efectele lor se anulează reciproc și nicio forță magnetică nu poate fi detectată din exterior.

„În 2010, totuși, oamenii de știință de la TU Wien și de la Academia Cehă de Științe au venit cu ideea că un astfel de antiferomagnetic materialele au proprietăți promițătoare pentru aplicațiile spintronice”, spune Khmelevskyi. Acesta a fost începutul noului domeniu de cercetare al „spintronicii antiferomagnetice”, care s-a dezvoltat rapid de atunci.

Recent, TU Wien, Institutul de Fizică al Academiei Cehe de Științe și Ecole Polytechnique a făcut o muncă intensă. (Paris). Cea mai mare provocare a fost că învârtirile materialelor antiferomagnetice sunt greu de manipulat, dar găsirea unei modalități de a le manipula într-un mod fiabil și precis este crucială. Numai dacă stările magnetice pot fi comutate de la o stare la alta într-o manieră țintită, devine posibilă producerea celulelor de memorie pentru computer (de exemplu, MRAM).

Manipularea feromagneților este ușoară: este suficient să aplicați pur și simplu un câmpul magnetic extern pentru a-i influența proprietățile magnetice interne. Acest lucru nu este posibil cu antiferomagneții, dar există o cale de ieșire: puteți lucra cu efort de suprafață.

Cu toate acestea, acest lucru necesită tipuri foarte specifice de cristale. În funcție de geometrie și aranjarea atomilor din cristal, pot fi posibile mai multe aranjamente diferite de spin antiferomagnetic. Cristalul își asumă starea cu cea mai mică energie. Dar ar putea fi o situație în care mai multe ordine de rotație diferite au aceeași energie. Acest fenomen se numește „frustrare magnetică”. „În acest caz, interacțiuni minuscule, care altfel nu ar juca niciun rol, pot decide ce stare magnetică o are cristalul”, spune Khmelevskyi.

Experimentele cu dioxid de uraniu au arătat că stresul mecanic poate fi utilizat pentru a comprima rețea cristalină puțin, iar acest lucru este suficient pentru a schimba ordinea magnetică a materialului.

„Am arătat acum că antiferomagneții pot fi de fapt comutați prin utilizarea proprietăților frustrării magnetice existente în multe materiale cunoscute. ”, spune Hmelevskii. „Aceasta deschide ușa către multe dezvoltări ulterioare interesante în direcția spintronicii antiferomagnetice funcționale.”

(Fluierul)