Ennätysohuet magneetit hallintaan

Samalla kun yhdysvaltalaistutkijat ovat kehittäneet maailman ohuimman magneetin, korealaistutkijat ovat saaneet magneettisten alueiden siirron niin tarkkaan hallintaan, että siitä voisi jo kehitellä nanoluokan kilparatamuistia.

Berkeley Labin ja UC Berkeleyn kehittämä yhden atomin paksuinen huonelämpötilassa toimiva magneetti voisi edistää uusia sovelluksia tietojenkäsittelyssä ja elektroniikassa

"Olemme ensimmäisiä, jotka valmistavat huonelämpötilassa olevan 2D-magneetin, joka on myös kemiallisesti stabiili ympäröivissä olosuhteissa", kertoo Berkeley Labin tutkija Jie Yao. Tutkijatoveri Rui Chen toteaa lisäksi, että se myös paljastaa uuden mekanismin kaksiulotteisten magneettisten materiaalien toteuttamiseksi".

Tutkijoiden mukaan heidän löytö tarjoaa myös uusia mahdollisuuksia kvanttifysiikan tutkimiseen. "Se avaa jokaisen yksittäisen atomin tutkittavaksi, mikä voi paljastaa, kuinka kvanttifysiikka hallitsee kutakin yksittäistä magneettista atomia ja niiden välisiä vuorovaikutuksia", Yao sanoo.

Tutkijat syntetisoivat uuden kobolttiseostetun van der Waals sinkkioksidimagneetin - grafeenioksidin, sinkin ja koboltin liuoksesta, josta erilaisten lämpökäsittelyjen jälkeen jäljelle jää vain yksi atomikerros kobolttiseostettua sinkkioksidia. Tutkijoiden mukaan menetelmä skaalautuisi myös massatuotantoon.

Korealaisen Daegu Gyeongbukin tiede- ja teknologiainstituutin (DGIST) tutkijat ovat puolestaan osoittaneet uuden reitin magneettisten alueiden liikkeiden ohjailemiseen erittäin ohuiden kalvomateriaalien sisällä.

Tutkijat lähtivät ajatuksesta, että spintroniikkaa voitaisiin käyttää kilparatamuistin kehittämiseen, jossa tallennettu informaatio pusketaan pitkin ohutta lankaa suurella nopeudella.

Tutkimus osoittaa uuden tavan käsitellä informaatiota ohutkalvoisen rakenteen magneettisen tilan liikkeen avulla. Tutkimus keskittyi rakenteeseen, jossa yhdistyy ferromagneettisia ja antiferromagneettisia materiaaleja, joissa elektronien pyörimissuunnat kohdistuvat eri tavoin.

Monet spintroniikan tutkimukset keskittyvät kapeaan alueeseen, jossa kaksi tällaista vastakkaista magneettista materiaalia kohtaavat ja siihen miten tämä "alue" ja "alueseinämä" voivat edetä. Esimerkiksi ulkoinen sähkövirta voi siirtää magneettisen alueen, vaikka tätä prosessia on vaikea hallita eikä se tarjoa vielä riittävän tarkkaa liikettä, jota monet tutkijat etsivät.

Jung-Il Hong ja hänen kollegansa hyödyntävät järjestelyssään toista tehokasta magneettikenttää ja muita vaikutuksia, jolloin spinit asettuvat eri tavoin vasteena magneettisen rakenteen magneettikenttään ja sähkövirtoihin samalla kun ja magneettisten alueiden käyttäytymistä voidaan hallita näiden yhdistettyjen vaikutusten vuoksi.

Jung-Il Hong sanoo: ”Jotta spintroniikkarakenteet siirtyisivät teoriasta todellisuuteen, magneettialueiden käyttäytyminen ja niitä erottavat alueseinämien rajapinnat on ymmärrettävä oikein monikerroksisissa materiaaleissa.

Työmme ottaa askeleen kohti hienompaa alueiden manipulointia laiterakenteessa, jonka uskomme voitavan helposti integroida logiikkarakenteisiin,” toteavat tutkija instituuttinsa tiedotteessa.

Aiheista aiemmin:

Tutkijat löysivät kaksiulotteisen magneetin

Tallennusta, logiikkaa ja skyrmioneja