Manipulation af egenskaberne ved magnetiske materialer

Magneter er ikke overalt lige magnetiserede, men automatisk opdelt i mindre områder, såkaldte magnetiske domæner. Væggene mellem domænerne er af særlig betydning:de bestemmer materialets magnetiske egenskaber. Et forskerhold af materialeforskere fra Kiel University arbejder på kunstigt at oprette domænevægge for på en kontrolleret måde at kunne ændre magneternes adfærd på en nanometer skala. På lang sigt, denne metode kunne også bruges til højhastigheds- og energieffektiv dataoverførsel. Forskningsresultaterne blev for nylig offentliggjort i det anerkendte tidsskrift Videnskabelige rapporter .

Opdeling af et magnetisk materiale i små domæner har betydelige energifordele. Men fokus for forskerholdet fra Kiel University er på de vægge, der adskiller domænerne fra hinanden. "Placeringen og tætheden af ​​disse vægge bestemmer egenskaberne for hele det magnetiske lag, "sagde Jeffrey McCord, Professor i magnetiske materialer i nanoskala, med fokus på magnetiske domæner. "At være i stand til specifikt at indstille positionerne for domænevægge, derfor, har en stor indflydelse - men det er ikke så let at gøre, "sagde lederen af ​​forskerholdet.

For præcist at placere domæner og domæne vægge, forskergruppen brugte en særlig metode:forskerne bestrålede magnetiske flerlagsfilm med ioner. Domæne vægstrukturer, som normalt arrangeres tilfældigt, kan derved "indprentes" i det magnetiske materiale efter ønske. "På denne måde, magnetiske egenskaber kan specifikt ændres, og også på et reproducerbart grundlag. Vi kan således selv bestemme domænemurenes positioner og bygge vores egne domænevægsgitre ud af millioner af 50 nanometer brede vægge. Dette giver os mulighed for at skabe magnetiske materialer, der viser en helt anden adfærd end eksterne magnetfelter, sagde en henrykt McCord.

"Vi var overraskede over, hvor godt spin -bølger spredte sig i domænevæggene og ledes af dem, "understregede McCord. Elektronespins er også velegnede til behandling og kodning af information. På lang sigt, derfor, opdagelserne foretaget af Kiel -forskerne kan være interessante for dataoverførsel, der ikke finder sted via elektroner, men via magnoner - dvs. magnetisk informationsoverførsel. "Med kunstigt skabte domænevægstrukturer, vi kan dirigere datastrømme hurtigere og med mindre energi, "sagde McCord. Yderligere anvendelsesområder omfatter meget følsomme magnetiske sensorer.