Spintronics:Ny produktionsmetode gør krystallinske mikrostrukturer universelt anvendelige

Ny lagrings- og informationsteknologi kræver nye materialer med højere ydeevne. Et af disse materialer er yttriumjern granat, som har særlige magnetiske egenskaber. Takket være en ny proces, det kan nu overføres til ethvert materiale. Udviklet af fysikere ved Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU), metoden kunne fremme produktionen af ​​mindre, hurtigere og mere energieffektive komponenter til datalagring og informationsbehandling. Fysikerne har offentliggjort deres resultater i tidsskriftet Anvendt fysik bogstaver .

Magnetiske materialer spiller en stor rolle i udviklingen af ​​nye lagrings- og informationsteknologier. Magnonics er et spirende forskningsfelt, der studerer spin-bølger i krystallinske lag. Spin er en type iboende vinkelmoment af en partikel, der genererer et magnetisk moment. Afbøjningen af ​​spindet kan udbrede bølger i et fast legeme. "I magnoniske komponenter, elektroner skulle ikke bevæge sig for at behandle information, hvilket betyder, at de ville forbruge meget mindre energi, " forklarer professor Georg Schmidt fra Institut for Fysik på MLU. Det ville også gøre dem mindre og hurtigere end tidligere teknologier.

Men indtil nu, det har været meget dyrt at fremstille de nødvendige materialer hertil. Yttriumjerngranat (YIG) bruges ofte, fordi det har de rigtige magnetiske egenskaber. "Problemet har hidtil været, at de meget tynde, lag af høj kvalitet, der kræves, kan kun fremstilles på et bestemt underlag og kan ikke tages af, " forklarer Schmidt. Selve substratet har ugunstige elektromagnetiske egenskaber.

Fysikerne har nu løst dette problem ved at få materialet til at danne brolignende strukturer. Dette gør det muligt at fremstille det på det ideelle underlag og senere fjerne det. "Derefter, i teorien, disse små blodplader kan klæbes til ethvert materiale, " siger Schmidt. Metoden er udviklet i hans laboratorium og er baseret på en fremstillingsproces, der kan udføres ved stuetemperatur. I den aktuelle undersøgelse er der bl.a. forskerne limede blodpladerne, som kun er et par kvadratmikrometer store, på safir og målte derefter deres egenskaber. "Vi har også haft gode resultater ved lave temperaturer, " siger Schmidt. Dette er nødvendigt for mange højfrekvente eksperimenter udført i kvantemagnonic.

"Yttrium-jerngranatpladerne kunne også limes til silicium, for eksempel, " siger Schmidt. Denne halvleder er meget hyppigt brugt i elektronik. andre tyndfilmsmikrostrukturer af enhver form kan fremstilles fra YIG. Ifølge Schmidt, dette er især spændende for hybridkomponenter, hvor spinbølger er koblet med elektriske bølger eller mekaniske vibrationer.