Nová forma magnetismu by mohla revolucionizovat spintroniku

Vědci na Massachusetts Institute of Technology prokázali zcela novou formu magnetismu v syntetizovaném krystalickém materiálu. Říkají tomu magnetismus p-wave.

Tento objev je významný, protože schopnost ovládat točení elektronů tímto způsobem nabízí slibnou cestu k vývoji rychlejších a energeticky efektivnějších paměťových zařízení „spintronic“ jako alternativu k současné elektronice.

Zde je krátký přehled tohoto průlomu. V pravidelném feromagnetu mají všechny elektrony v atomech stejnou orientaci rotace. V antiferomagnetech (jako jsou některé kovové slitiny a oxidy kovů) mají elektrony střídavé otočení, což vede k tomu, že nevykazují makroskopickou magnetizaci.

V krystalickém vzorku jodidu z oplatky, tým jodidu niklu, tým poznamenal, že otočení atomů niklu byly uspořádány ve spirálovém vzoru během mřížky materiálu. Tento jedinečný vzorec by mohl spirálu ve dvou různých orientacích a lze jej přepnout pomocí malého elektrického pole z paprsku kruhově polarizovaného světla.

To se může hodit pro vývoj efektivních nových zařízení, jako jsou paměťové čipy pro počítače. „S takovým proudem rotace můžete dělat zajímavé věci na úrovni zařízení, například můžete převrátit magnetické domény, které lze použít pro kontrolu magnetického bitu,“ vysvětlil výzkumník Riccardo Comin, autor příspěvku, který se objevil v časopise Příroda Minulý měsíc. „Tyto spintronické účinky jsou účinnější než konvenční elektronika, protože se jen pohybujete kolem, spíše než pohybující se náboje. To znamená, že nejste vystaveni žádným rozptylovým efektům, které vytvářejí teplo, což je v podstatě důvod, proč se počítači zahřívají.“

Pro rekapitulaci je spintronics relativně nové pole, které vypadá, že používá orientaci elektronových otočení k ukládání informací a provádění logických operací – podobné tomu, jak používáme tok elektrických proudů k reprezentaci těch a nul v dnešní elektronice. Zde je jednoduché vysvětlení konceptu za dvě minuty:

Výzkumník Qian Song věří, že vzhledem k tomu, že tato vlastnost vyžaduje kontrolu malého elektrického pole, „magnety P-vlny by mohly ušetřit pět řádů energie. Což je obrovské.“

Stále existuje dlouhá cesta, než může být tato nová forma magnetismu proveditelně využita v budoucích zařízeních. Největší výzvou je, že nemovitost byla pozorována při ultracold teplotách asi 60 Kelvins (-351 ° F/-213 ° C). Budeme muset najít materiály, které vykazují magnetismus P-vlny při pokojové teplotě, než je můžeme využít v paměťových čipech nové generace. Ale alespoň teď víme, co hledat.

Zdroj: MIT News