Framsteg inom tekniken för materialtillväxt gör det möjligt att tillverka smörgåsar av material med atomprecision. Gränssnittet mellan de två materialen kan ibland uppvisa fysiska fenomen som inte finns i båda föräldramaterialen. Till exempel, ett magnetiskt gränssnitt som finns mellan två icke-magnetiska material. En ny upptäckt, publicerad idag i Naturfysik , visar ett nytt sätt att styra denna framväxande magnetism som kan ligga till grund för nya typer av magnetiska elektroniska enheter.

Använder mycket känsliga magnetiska sonder, ett internationellt team av forskare under ledning av prof. Beena Kalisky, vid Bar-Ilan-universitetets institution för fysik och Institutet för nanoteknik och avancerade material (BINA), har funnit överraskande bevis för att magnetism som uppstår vid gränsytorna mellan tunna icke-magnetiska oxidskikt lätt kan ställas in genom att utöva små mekaniska krafter. I teamet ingår också professor Lior Klein, vid Bar-Ilans institution för fysik och BINA, och forskare från DTU (Danmark) och Stanford University (USA).

Magnetism spelar redan en central roll för att lagra den ökande mängden data som produceras av mänskligheten. Mycket av vår datalagring idag är baserad på små magneter instoppade i vår minnesenhet. Ett av de lovande medlen i kapplöpningen för att förbättra minnet, när det gäller kvantitet och hastighet, är användningen av mindre magneter. Fram till idag kan storleken på minnesceller vara så liten som några tiotals nanometer – nästan en miljondel av bredden på ett hårstrå! Ytterligare minskning av storleken är utmanande i tre huvudsakliga avseenden:stabiliteten hos den magnetiska cellen, förmågan att läsa den, och förmågan att skriva in i den utan att påverka dess närliggande celler. Denna nya upptäckt ger ett nytt och oväntat handtag för att kontrollera magnetism, vilket möjliggör tätare magnetminne.

Dessa oxidgränssnitt kombinerar ett antal intressanta fysiska fenomen, såsom tvådimensionell konduktans och supraledning. "Samexistens av fysiska fenomen är fascinerande eftersom de inte alltid går hand i hand. Magnetism och supraledning, till exempel, förväntas inte samexistera, " säger Kalisky. "Magnetismen vi såg sträckte sig inte över hela materialet utan dök upp i väldefinierade områden som dominerades av materialens struktur. Förvånande, vi upptäckte att magnetismens styrka kan kontrolleras genom att trycka på materialet ".

Samexistens mellan magnetism och konduktivitet har stor teknisk potential. Till exempel, magnetfält kan påverka strömflödet i vissa material och, genom att manipulera magnetism, vi kan kontrollera det elektriska beteendet hos elektroniska enheter. Ett helt område som heter Spintronics är tillägnat detta ämne. Upptäckten att små mekaniska tryck effektivt kan justera den framväxande magnetismen vid de studerade gränssnitten öppnar nya och oväntade vägar för att utveckla nya oxidbaserade spintroniska enheter.