Schematisk beskrivning av Pt/Co 44 Gd 56 lagerstruktur i vilken ferrimagnetic Co 44 Gd 56 uppvisar en vinkelrät magnetisk anisotropi (TaO x locket visas inte). Gröna (svarta) pilar indikerar Gd (Co) subgittermoment i en domänvägg (DW) struktur. Kreditera: Naturens nanoteknik (2018). DOI:10.1038/s41565-018-0255-3
Ett team av forskare från MIT, Max-Born-institutet, Technische Universität Berlin och Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) har funnit att användning av ferrimagneter istället för ferromagneter teoretiskt skulle kunna påskynda spintronics-enheter. I deras papper publicerad i tidskriften Naturens nanoteknik , gruppen beskriver sin forskning och vad de hittat.
Spintronics-enheter använder elektronspin för ett specifikt ändamål. En möjlig tillämpning är i högdensitetslagringsenheter. Sådana enheter har föreslagits med hjälp av magnetiska solitoner (en typ av kvasipartiklar) såsom domänväggar i nanoskala där ett material har gränser mellan områden där de magnetiska momenten pekar nedåt på ena sidan och uppåt på den andra, eller magnetiska skyrmioner, som är partiklar relaterade till baryoner. I en sådan anordning, solitonerna skulle fungera som bitar som används för att koda information - de skulle flyttas med något som kallas en racerbana, en enhet som kan flytta domänväggar eller skyrmioner längs strukturer som nanotrådar med hjälp av strömpulser som är spinnpolariserade. Men till dags dato, utvecklingen av en sådan kommersiell enhet har hindrats av ett problem – bitarna är faktiskt för stora, vilket gör det svårt att flytta dem tillräckligt snabbt för att göra hela idén värd besväret. I denna nya ansträngning, forskargruppen föreslår att man använder ferrimagneter istället för att använda ferromagneter i sådana enheter.
Ferromagneter är traditionella magneter, material som har egenskaper som liknar järn. Ferrimagneter, å andra sidan, är material som har två typer av joner med magnetiska moment som inte är lika, och som också är polariserade i motsatta riktningar. Forskarna föreslår att användningen av dem kan möjliggöra skapandet av mindre bitar eftersom de tillåter snabbare domänväggsdynamik att uppstå - detta beror på att det inte skulle finnas någon förändring i nettovinkelmomentet som krävs för att omorientera magnetiska moment. De hävdar att omkopplingen skulle möjliggöra en förbättring av storleksordningen i både storlek och hastighet utan att tillgripa kryogenik. Detta kan resultera i att nya konsumentprodukter skapas på relativt kort tid.
© 2018 Phys.org
