Forskere opdager teknik til at manipulere magneter på nanoskala

Fysikere fra University of California, Irvine har opdaget en ny måde at styre magneter på nanometerskala ved hjælp af elektrisk strøm. Dette gennembrud, detaljeret i et papir offentliggjort i dag i Natur nanoteknologi , kan bane vejen for den næste generation af energieffektive computere og datacentre.

"Der er stigende interesse for at bruge magnetiske nanopartikler til nye typer informationsbehandling, såsom neuromorfisk databehandling, " sagde medforfatter Ilya Krivorotov, UCI professor i fysik og astronomi. "Den effektive metode til manipulation af nanomagneter fundet gennem vores arbejde er et stort skridt mod dette mål."

Den nye teknik har en overraskende forbindelse til Lord Kelvins (William Thomson) værk fra 1856. som fandt ud af, at en ændring i retningen af ​​den magnetiske kraft i nikkel påvirker strømmen af ​​elektrisk strøm i dette ferromagnetiske metal. Krivorotov og hans forfatterkolleger, UCI postdoc-stipendiat Eric Montoya og kandidatstuderende Christopher Safranski, fastslået, at det omvendte også er sandt:Elektrisk strøm kan påføre drejningsmoment og omdirigere metallets magnetisme. Effektiviteten af ​​drejningsmomentet øges, når størrelsen af ​​magneten mindskes, forbedring af denne ejendoms levedygtighed til teknologiske anvendelser på nanoskala. Drejningsmoment er forankret i både relativitetsteori og kvantemekanik, som det opstår fra den hurtige bevægelse af elektroner i metaller, der bevæger sig med en brøkdel af lysets hastighed.

"Jeg håber, at denne effekt vil finde anvendelse i dagligdags elektroniske gadgets, såsom mobiltelefoner, " sagde Krivorotov. "Denne forbindelse mellem grundlæggende fysik og praktiske anvendelser er inspirerende."