Läpimurtoja atominohuissa magneeteissa

11.04.2018

Cornell-atomin-ohuita-magneetteja-halliten-300-t.jpgCornellin yliopiston tutkijat ovat ensimmäisinä onnistuneet hallitsemaan atomisesti ohutta magneettia sähkökentällä. Se on läpimurto, joka tarjoaa suunnitelman tehokkaalle datan tallennukselle tietokonepiireissä monien muiden sovelluksien ohessa.

Vuonna 1966 Cornellin David Mermin ja Herbert Wagner teoretisoivat, että 2D-magneetteja ei voinut esiintyä, jos niiden elektronien spinit osoittaisivat mihin tahansa suuntaan. Vasta vuonna 2017 löydettiin ensimmäiset 2D-materiaalit, joilla oli yhdensuuntaiset spinit. Näin syntyi uusi 2D van der Waals -magneettien materiaaliryhmä.

Nyt tutkijat Jie Shan ja Kin Fai Mak pinosivat kaksi atomikerrosta kromi-trijodidia atomisesti ohuiden porttieristeen ja elektrodien kanssa. Tämä loi kenttävaikutuslaitteen, joka voi kääntää elektronin spin-suuntaa kromi-trijodidi -kerroksissa pienellä hilajännitteitä ja näin aktivoiden magneettikytkentää.

Nykyisin magneettikenttiä hallitaan tehoa kuluttavilla ja lämpöä tuottavilla keloilla. Kaksiulotteisia kromi-trijodidi magneetteja voidaan aktivoida tehokkaasti koska esimerkiksi yhden voltin kenttä kohdistuu yhtä nanometriä kohden.

Prosessi on käännettävissä ja toistettavissa alle 57 Kelvinin lämpötiloissa. Jatkossa on tarkoitus löytää sellaisia kaksiulotteisia magneettimateriaaleja, jotka voivat toimia huoneenlämmössä toisin kuin kromi-trijodidi. Eristemateriaalit ovat yleensä magneettisia vain erittäin alhaisissa lämpötiloissa.

Groningenin yliopiston fyysikot ovat jo ehtineet indusoimaan magnetismia huonelämpöisen platinan ohutkalvoon ja näin luoneet vaihtokytkettävän 2D-ferromagneetin.

Tutkijat rakensivat laitteen, jolla saattoi indusoida ferromagneettisuutta normaalisti ei-magneettisessa platinassa käyttämällä kenttävaikutusta, jonka synnytti ionisen väliaineen kautta toimiva portti.

Sähkökenttä saa ionit siirtymään platinan pinnalle, jossa ne kantavat sekä varausta että magneettista momenttia. Näiden molempien hallinta samanaikaisesti olisi omiaan erityisesti spintronisissa sovelluksissa.

Aiheesta aiemmin:

Tutkijat löysivät kaksiulotteisen magneetin

17.10.2019Spin- ja varausvirran hallintaa
16.10.2019Spektrometriaa sirupiirillä
15.10.2019Uusia ulottuvuuksia printtielektroniikalle
14.10.2019Löytö energiatehokkaalle elektroniikalle
11.10.2019Pikotiedettä ja uusia materiaaleja
10.10.2019Lomittumista 50 kilometrissä valokuitua
09.10.2019Koneoppiminen etsii uusia materiaaleja
08.10.2019Parhaat kahdesta maailmasta: Magnetismi ja Weyl -puolimetallit
07.10.2019Tehokkaampaa energian keruuta IoT-antureille
04.10.2019Uusia kierrätyskelpoisia akkukonsepteja

Siirry arkistoon »