Egenskaperna hos syntetiserade magneter kan ändras och styras av laddningsströmmar som föreslagits av en studie och simuleringar utförda av fysiker vid Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) och Central South University i Kina. I journalen Naturkommunikation , teamet rapporterar om hur magneter och magnetiska signaler kan kopplas mer effektivt och styras av elektriska fält. Detta kan resultera i nya, miljövänliga koncept för effektiv kommunikation och databehandling.

Magneter används för att lagra stora mängder data. De kan också användas för att sända och bearbeta signaler, till exempel i spintronic-enheter. Externa magnetfält används för att modifiera data eller signaler. Detta har få nackdelar. "Genererar magnetiska fält, till exempel med hjälp av en strömförande spole, kräver mycket energi och är relativt långsam, " säger professor Jamal Berakdar från Institutet för fysik vid MLU. Elektriska fält kan hjälpa. "Men, magneter reagerar mycket svagt – om alls – på elektriska fält, det är därför det är så svårt att kontrollera magnetiskt baserad data med hjälp av elektrisk spänning, " fortsätter forskaren. Därför teamet från Tyskland och Kina letade efter ett nytt sätt att förbättra magnetismens reaktion på elektriska fält.

"Vi ville ta reda på om staplade magnetiska lager reagerade fundamentalt annorlunda på elektriska fält, " förklarar Berakdar. Tanken:Skikten skulle kunna fungera som datakanaler för magnetiskt baserade signaler. Om ett metallskikt, till exempel platina, sätts in mellan två magnetiska lager, strömmen som flyter i den dämpar den magnetiska signalen i ett skikt men förstärker den i det andra. Genom detaljerad analys och simuleringar, teamet kunde visa att denna mekanism kan kontrolleras exakt genom att justera spänningen. Detta driver strömmen och möjliggör en exakt och effektiv elektrisk styrning av de magnetiska signalerna. Dessutom, det kan implementeras i nanoskala, vilket gör det intressant för nanoelektroniska applikationer.

Forskarna gick ett steg längre i sitt arbete. De kunde visa att den nydesignade strukturen också reagerar starkare på ljus eller, mer allmänt, till elektromagnetiska vågor. Detta är viktigt om elektromagnetiska vågor ska ledas genom magnetiska skikt eller om dessa vågor ska användas för att styra magnetiska signaler. "En annan egenskap hos vårt nya koncept är att denna mekanism fungerar för många materialklasser, som simuleringar under realistiska förhållanden visar, " säger Berakdar. Fynden skulle därmed kunna bidra till att utveckla energibesparande och effektiva lösningar för dataöverföring och bearbetning.