Kombination af modsatrettede egenskaber for synergistisk funktion

Egenskaberne af nanomaterialer adskiller sig ofte på nye måder fra egenskaberne for bulkmaterialet af de samme stoffer. Europæiske forskere undersøgte en helt ny klasse af sådanne materialer, der kunne være vigtige for magnetiske hukommelsesenheder.

Området for nanomaterialer (på størrelse med atomer og molekyler) vokser med hastig hastighed. Udvikling af nye enheder afhænger af udvikling af nye materialer, der er i stand til storskalasyntese og fremstilling for at udnytte det kommercielle potentiale.

EU-finansiering af projektet "Superledning - ferromagnetisme i nanostrukturerede hybridsystemer" (SFINX) gjorde det muligt for europæiske forskere at undersøge en ny klasse af hybride nanomaterialer, der kombinerer superledende (S) og ferromagnetiske (F) metalkomponenter.

Ferromagneter er stoffer, der bliver magnetiseret i nærvær af et magnetfelt. Superledere er materialer, når den er afkølet til tæt på det absolutte nul, mister stort set al elektrisk modstand (modstand mod strøm). Modstand er den elektriske modsætning til konduktans. Langs vejen, materialerne bliver diamagnetiske, eller ikke tiltrukket af et magnetfelt på grund af mangel på uparrede elektroner.

Dermed, S-F hybridstrukturer repræsenterer en antitese af egenskaber. Opstår naturligt i kun meget få materialer, kunstig syntese af sådanne strukturer kunne producere endnu udefinerede kvantegrundtilstande og kinetiske egenskaber. Sådanne egenskaber kan have indflydelse på næste generation af magnetiske hukommelsesenheder.

Forskere udviklede metoder til at dyrke og kontrollere barrierer mellem F og normalt metal (N) (F-N) og to ferromagnetiske (F-F) metaller. De skabte S-film med indlejrede magnetiske nanoklynger, studerer sameksistensen af ​​S- og F-komponenter i S-film. Desuden, forskerne udviklede teoretiske beskrivelser af magnetfelternes afhængighed af resistivitet af F-materialer på magnetiseringen af ​​magnetiske klynger.

En teoretisk ramme til beskrivelse af spin-afhængighed af egenskaber af F-S-F strukturer og S-F-S strukturer blev sammensat. Spin har at gøre med vinkelmomentet af elementære partikler i bevægelse gennem disse enheder. Forskere fremstillede også nogle hybride mikrokredsløb for at studere virkningerne eksperimentelt.

SFINX-konsortiet gjorde betydelige fremskridt i teoretisk beskrivelse af nye S-F hybrid nanostrukturer, der udviser nye egenskaber. Disse er baseret på både materialernes nanoskala samt på de enkelte komponenters noget modsatte iboende egenskaber relateret til elektroniske og magnetiske effekter. Fremtidige magnetiske lagringsenheder kan således have forbedrede funktionaliteter baseret på kombinationen af ​​specifikke egenskaber af F- og S-materialer.