Spintronics är ett forskningsområde som utforskar användningen av elektronsnurr istället för elektriska laddningar för informationsbearbetning och lagring. Förmågan att kontrollera spinnströmmar, som är flöden av elektronsnurr, är avgörande för att förverkliga spintronics-enheter. Men spinnströmmarnas beteende under temperaturförändringar är fortfarande dåligt förstådda, vilket hindrar deras praktiska tillämpningar.
I sin studie, publicerad i tidskriften Nature Communications, använde forskarna en nyutvecklad teknik som kallas spin-vridmoment ferromagnetisk resonansspektroskopi för att mäta DMI och spinströms temperaturberoende för olika tunna filmer.
DMI är en magnetisk interaktion mellan angränsande snurr som uppstår från bristen på inversionssymmetri i en kristall. Det kan vara antingen positivt eller negativt, beroende på materialet och dess struktur.
Forskarna fann att spinnströmmen påverkades starkt av tecknet och styrkan hos DMI. Speciellt material med positivt DMI visade en minskning av spinströmmen med ökande temperatur, medan de med negativ DMI visade en ökning. Detta beteende kan förklaras av de temperaturberoende fluktuationerna hos de magnetiska momenten, som förstärks av DMI.
Forskargruppen visade också att DMI effektivt kunde kontrolleras genom att applicera ett externt magnetfält. Genom att ställa in magnetfältet kunde de vända tecknet på DMI och ändra temperaturberoendet för spinströmmen.
Dessa fynd ger en djupare förståelse för sambandet mellan de magnetiska egenskaperna hos ett material och beteendet hos spinnströmmar, och banar väg för att designa nya spintronics-enheter som kan fungera stabilt vid olika temperaturer.
Studien öppnar för spännande möjligheter för framtidens spintronics, vilket möjliggör utvecklingen av nya enheter som spinnbaserade logiska kretsar, magnetiska sensorer och magnetiskt minne med hög densitet med förbättrad prestanda och energieffektivitet.
