Egenskaperna hos nanomaterial skiljer sig ofta på nya sätt från egenskaperna hos bulkmaterialet av samma ämnen. Europeiska forskare undersökte en helt ny klass av sådana material som kan vara viktiga för magnetiska minnesenheter.

Området för nanomaterial (på storleken på atomer och molekyler) växer i snabb takt. Utveckling av nya enheter är beroende av utveckling av nya material som kan syntes och tillverkas i stor skala för att utnyttja kommersiell potential.

EU-finansiering av projektet "Superkonduktivitet - ferromagnetism i nanostrukturerade hybridsystem" (SFINX) gjorde det möjligt för europeiska forskare att undersöka en ny klass av hybridnanomaterial som kombinerar supraledande (S) och ferromagnetiska (F) metallkomponenter.

Ferromagneter är ämnen som magnetiseras i närvaro av ett magnetfält. Supraledare är material som, när den kyls till nära absolut noll, förlora praktiskt taget allt elektriskt motstånd (motstånd mot strömflöde). Motstånd är den elektriska motsatsen till konduktans. Längs vägen, materialen blir diamagnetiska, eller inte attraheras av ett magnetfält på grund av brist på oparade elektroner.

Således, S-F hybridstrukturer representerar en antites av egenskaper. Förekommer naturligt i endast mycket få material, artificiell syntes av sådana strukturer skulle kunna producera ännu odefinierade kvantgrundtillstånd och kinetiska egenskaper. Sådana egenskaper kan påverka nästa generations magnetiska minnesenheter.

Forskare utvecklade metoder för att växa och kontrollera barriärer mellan F och normalmetall (N) (F-N) och två ferromagnetiska (F-F) metaller. De skapade S-filmer med inbäddade magnetiska nanokluster, studera samexistensen av S- och F-komponenter i S-filmer. Vidare, forskarna utvecklade teoretiska beskrivningar av magnetfältets beroende av resistivitet hos F-material på magnetiseringen av magnetkluster.

Ett teoretiskt ramverk för att beskriva spinnberoende av egenskaper hos F-S-F-strukturer och S-F-S-strukturer sammanställdes. Spinn har att göra med rörelsemängden hos elementarpartiklar i rörelse genom dessa enheter. Forskare tillverkade också några hybridmikrokretsar för att studera effekterna experimentellt.

SFINX-konsortiet gjorde betydande framsteg i teoretisk beskrivning av nya S-F hybrid nanostrukturer som uppvisar nya egenskaper. Dessa baseras på både materialens nanoskala och på de något motsatta inneboende egenskaperna hos de enskilda komponenterna relaterade till elektroniska och magnetiska effekter. Framtida magnetiska lagringsenheter kan således ha förbättrade funktionaliteter baserat på kombinationen av specifika egenskaper hos F- och S-material.