(Phys.org) —Nanoband av kisel konfigurerat så att atomerna liknar kycklingtråd kan rymma nyckeln till framtidens datalagring och informationsbehandlingssystem för ultrahög densitet.
Detta var en nyckelfynd av ett team av forskare som leddes av Paul Snijders från Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory. Forskarna använde skanningstunnelmikroskopi och spektroskopi för att validera första principberäkningar - eller modeller - som i åratal hade förutsagt detta resultat. Upptäckten, detaljerad i New Journal of Physics , validerar denna teori och kan flytta forskare närmare sitt långsiktiga mål att kostnadseffektivt skapa magnetism i icke-magnetiska material.
"Medan forskare har lagt mycket tid på att studera kisel eftersom det är arbetshästen för nuvarande informationsteknik, för första gången kunde vi tydligt konstatera att kanterna på nanobanden har magnetiska kiselatomer, sa Snijders, medlem i avdelningen Materialvetenskap och teknik.
Överraskningen är att medan bulk kisel är icke-magnetiskt, kanterna på nanobanden av detta material är magnetiska. Snijders och kollegor på ORNL, Argonne National Laboratory, University of Wisconsin och Naval Research Laboratory visade att elektronen snurrar beställs antiferromagnetiskt, vilket innebär att de pekar upp och ner växelvis. Konfigurerad på detta sätt, upp och ner spin-polariserade atomer fungerar som effektiva substitut för konventionella nollor och sådana som är gemensamma för elektroner, eller debitera, nuvarande.
"Genom att utnyttja elektronspinn som uppstår från inneboende brutna bindningar vid guldstabiliserade kiselytor, vi kunde ersätta konventionella elektroniskt laddade nollor och nollor med snurr som pekar upp och ner, "Sa Snijders.
Denna upptäckt ger en ny väg för att studera lågdimensionell magnetism, forskarna noterade. Viktigast, sådana stegade kiselguldytor ger en atomiskt exakt mall för enkelspinnade enheter vid den yttersta gränsen för datalagring och bearbetning av hög densitet.
"I jakten på mindre och billigare magneter, elektromotorer, elektronik och lagringsenheter, att skapa magnetism i annars icke-magnetiska material kan ha långtgående konsekvenser, "Sa Snijders.
