Trykjusteret magnetisme baner vejen for nye elektroniske enheder

Fremskridt inden for teknologien til materialevækst gør det muligt at fremstille sandwiches af materialer med atompræcision. Grænsefladen mellem de to materialer kan undertiden udvise fysiske fænomener, som ikke findes i begge forældrematerialer. For eksempel, en magnetisk grænseflade fundet mellem to ikke-magnetiske materialer. En ny opdagelse, udgivet i dag i Naturfysik , viser en ny måde at kontrollere denne nye magnetisme på, som kan være grundlaget for nye typer magnetiske elektroniske enheder.

Ved hjælp af meget følsomme magnetiske sonder, et internationalt forskerteam ledet af prof. Beena Kalisky, fra Bar-Ilan Universitets Institut for Fysik og Institut for Nanoteknologi og Avancerede Materialer (BINA), har fundet overraskende bevis for, at magnetisme, der opstår ved grænsefladerne mellem tynde magnetiske oxidoxider, let kan afstemmes ved at udøve små mekaniske kræfter. Teamet omfatter også Prof. Lior Klein, fra Bar-Ilans Institut for Fysik og BINA, og forskere fra DTU (Danmark) og Stanford University (USA).

Magnetisme spiller allerede en central rolle i lagringen af ​​den stigende mængde data, der produceres af menneskeheden. Meget af vores datalagring i dag er baseret på små magneter proppet ind i vores hukommelsesdrev. Et af de lovende midler i løbet af at forbedre hukommelsen, hvad angår mængde og hastighed, er brugen af ​​mindre magneter. Indtil i dag kan størrelsen på hukommelsesceller være så lille som et par snesevis af nanometer - næsten en milliontedel af bredden af ​​en hårstreng! Yderligere formindskelse er udfordrende i tre hovedhenseender:magnetcellens stabilitet, evnen til at læse den, og evnen til at skrive ind i det uden at påvirke dets naboceller. Denne nylige opdagelse giver et nyt og uventet håndtag til at kontrollere magnetisme, muliggør dermed en tættere magnetisk hukommelse.

Disse oxidgrænseflader kombinerer en række interessante fysiske fænomener, såsom todimensionel konduktans og superledning. "Sameksistens mellem fysiske fænomener er fascinerende, fordi de ikke altid går hånd i hånd. Magnetisme og superledning, for eksempel, forventes ikke at sameksistere, "siger Kalisky." Den magnetisme, vi så, strakte sig ikke gennem hele materialet, men dukkede op i veldefinerede områder domineret af materialernes struktur. Overraskende nok, vi opdagede, at magnetismens styrke kan kontrolleres ved at lægge tryk på materialet ".

Sameksistens mellem magnetisme og ledningsevne har et stort teknologisk potentiale. For eksempel, magnetfelter kan påvirke strømmen i visse materialer og, ved at manipulere magnetisme, vi kan kontrollere elektronisk udstyrs elektriske adfærd. Et helt felt kaldet Spintronics er dedikeret til dette emne. Opdagelsen af, at bittesmå mekaniske tryk effektivt kan indstille den nye magnetisme ved de undersøgte grænseflader åbner nye og uventede ruter til udvikling af nye oxidbaserede spintroniske enheder.