(Phys.org) – Fysiker vid University of Arkansas och deras medarbetare har konstruerat nya magnetiska och elektroniska faser i de ultratunna filmerna i ett specifikt elektroniskt magnetiskt material, öppnar dörren för forskare att designa nya klasser av material för nästa generation av elektroniska och andra enheter.
"Tryck är ett helt fantastiskt verktyg för att förändra egenskaperna hos vilken förening som helst, " sa Jak Chakhalian, professor i fysik vid U of A. "Men hur utövar man tryck på något som är nanoskala? Vi har äntligen hittat ett sätt att systematiskt utöva "tryck" på detta tunna nanomaterial, som bara har ett fåtal atomlager, för att möjliggöra nya elektroniska och magnetiska faser."
En artikel som beskriver fyndet, "Heterointerface konstruerade elektroniska och magnetiska faser av NdNiO 3 tunna filmer, " publicerades 6 november in Naturkommunikation , en onlinetidskrift publicerad av tidskriften Natur .
Chakhalian och hans tidigare doktorand Jian Liu hittade ett sätt att applicera tryck på det magnetiska materialet genom att variera avstånden mellan atomer med ett kristallgittersubstrat. Kompressionen tvingade materialet in i nya faser, med spännande egenskaper som inte kan uppnås i de större kristallerna. Således, fysikerna utvecklade ett verktyg som låter dem kontrollera och konstruera nanomaterialets nya beteende i atomär skala, sade Chakhalian.
"I allmänhet, naturen är anmärkningsvärt skalbar, " sa han. "Om ett material är en ledare av elektricitet, det spelar ingen roll vilken storlek det är; den kommer att leda elektricitet. Den naiva förväntningen på 1990-talet var att allt vi krympte till nanostorlek skulle agera djupt annorlunda, och vi utvecklade många anmärkningsvärda verktyg som kunde krympa dem till hundratals, och nyligen, tiotals nanometer. Men det visade sig att vi inte gick tillräckligt långt. Som vi vet nu, vi måste verkligen gå en magnitud lägre:atomskalan. Då blir de här sakerna riktigt konstiga.
"För att ta reda på den grundläggande orsaken till hur materialegenskaper uppstår, till exempel varför ett material leder elektricitet eller varför det är magnetiskt, Jag måste bli mindre och mindre, " han sa.
Det är därför Chakhalian och hans forskare undersöker beteendet hos material i storleken flera ångström per lager, en enhet lika med hundra miljoner av en centimeter.
Detta är den tredje artikeln producerad av Chakhalians forskargrupp som dök upp i en Natur publicering 2013.
