Muistipiirejä ilman kerrosrakennetta

Multiferroiset ovat materiaaleja, joilla on samanaikaisesti ferromagneettisuutta ja ferrosähköisyyttä. Tällaiset ominaisuudet tekevät niistä kiinnostavia uusien monitoimirakenteiden osiksi moniin sovelluksiin.

Kuitenkin se on ollut suuri haaste tehostaa ferromagneettisuutta ja ferrosähköisyyttä moniferroisissa materiaaleissa.

Äskettäisessä tutkimuksessaan Ulsan National Institute of Science and Technologyn (UNIST) professori Geunsik Lee ja UC Berkeleyn professori Xiang Zhang osoittivat, että van der Waalsin (vdW) voimia voidaan käyttää ongelman ratkaisemiseksi, joten se on saavuttanut huomattavaa akateemista huomiota.

Työssään tutkijat osoittivat uuden kaksiulotteisen heterorakenteisen multiferroisuuden -konseptin toteutettavuuden. Ehdotettu menetelmä on uusi tapa parantaa kahden ominaisuuden vuorovaikutusta sitomalla tiukasti ferromagneettisia ja ferrosähköisiä materiaaleja kemiallisen sidoksen avulla. Tutkijoiden teoreettisilla laskelmilla testaamassa menetelmässä käytetään vdW-voimien kemiallisia sitoutumisia.

Multiferroiset materiaalit, joilla on samanaikainen ferrosähköinen ja magneettinen järjestys, voivat hallita magneettisuutta sähkökentällä tai päinvastoin. Tekniikka magneettisuuden ohjaamiseksi sähkökentällä on erityisen välttämätöntä tiheiden muistirakenteiden kehittämiselle.

Aiheen suhteen on tehty laajoja tutkimuksia, mutta niillä ei kuitenkaan ole kyetty osoittamaan multiferroista käyttäytymistä huonelämpötilassa.

Työssään tutkijaryhmä ehdottaa uutta käsitettä 'ei-kovalenttiset 2D-heterorakenteiset multiferroiset', pinoamalla ferromagneettisen Cr2Ge2Te6:n ja ferrosähköisen In2Se3:n atomiset kerrokset pinoksi, mikä johtaa täysin atomiseen multiferroisuuteen.

He tutkivat myös kokeellisesti ja teoreettisesti 2D-heterostruktuuristen multiferroisten ferromagneettisia ja ferrosähköisiä ominaisuuksia. Tutkimukset osoittivat, että uudet multiferroiset rakenteet pystyvät täysin hallitsemaan magneettisuutta sähkökentällä, jopa kahden materiaalin välisellä rajapinnalla.

"Teoreettisesti olemme todistaneet, että kerrostettu ferrosähköisyys ja ferromagneettisuus voidaan yhdistää kemiallisesti van der Waalsin voimien kanssa ja siten muuttaen magneettiset ominaisuudet paljon suuremmaksi arvoksi kuin perinteisissä", toteaa professori Geunsik Lee.

"Kuvittelemme multiferroisuuden kaksinaisuuden, joka mahdollisesti rikastuttaa kerroksista vapautetun datan tallennuksen ja tietojenkäsittelyä, mikä johtuu rakennekerrosten monipuolisista magnetosähköisistä ja magneto-optisista ominaisuuksista."

Aiheesta aiemmin:

Magneettis-sähköinen materiaali