Muutos magneetissa itsessään

Kuva poikkeavasta kiertoradan momentista. Kun varausvirta kohdistetaan magnetoinnin kanssa rinnakkain, spin-kiertorata vuorovaikutus generoi poikittain polaroituneen spinvirran, joka aiheuttaa epänormaalin spin-kiertorata-momentin (ASOT), kallistamalla magnetointia vasemman ja oikean pinnalta tasolta. Havaintoon tarvitaan laseria.

Illinoisin Urbana-Champaign yliopiston fyysikot ilmoittavat havainneensa ensimmäistä kertaa magneettisen ilmiön, jota kutsutaan epätavalliseksi spin kiertorata momentiksi (anomalous spin–orbit torque, ASOT).

Professori Virginia Lorenzin ja jatko-opiskelijan Wenrui Wangin tekemä havainto osoittaa, että spin-kiertorata kytkennän ja elektronin spinin kohdistuksen välillä on kilpailua magnetoitumiseen. Tämän voidaan ajatella olevan analoginen epätavallisen Hall-efektin eli (anomalous Hall effect, AHE) kanssa.

Tutkijat ovat jo jonkin aikaa olleet tietoisia AHE:n kaltaisista ilmiöistä, joissa tietyn lajin spinit kerääntyvät kalvon reunaan, missä ne voidaan havaita sähköisillä mittauksilla. Nyt uusi ilmiö löydettiin laserin avulla.

Tavanomainen spin-kiertorata momentti (SOT) löytyy ferromagneettisen kalvon kaksikerroksisissa rakenteissa metallin vieressä spin-kiertorata kytkennän avulla.

Tutkijoiden mukaan "Aiemmin oletettiin - tai ei ainakaan tutkittu riittävästi että tarvitsemmeko edes näitä metalleja, joilla on vahva spin-kiertorata-kytkentä, nähdäksemme muutoksen ferromagneetissa." Wangin ja Lorenzin kokeilun tulokset kyseenalaistavat nyt tämän oletuksen.

Siten tällä löydöllä on vaikutuksia energiatehokkaaseen magneettiseen muistitekniikkaan.

Lorenz painottaa: ”Se mitä olemme nyt osoittaneet, on se, että ferromagneetti voi saada aikaan muutoksen omassa magnetoinnissaan. Tämä voisi olla apuna magneettisen muistitekniikan tutkimukselle ja kehitykselle.”

"Vaikka ferromagneetti/metalli kaksikerroksisen rakenteen spin-kiertoradan momenteilla on osoitettu olevan suuri potentiaali tulevan sukupolven magneettimuisteissa, magnetoinnin sähköisen ohjauksen takia tuloksemme osoittaa, että ferromagneetti voi tuottaa erittäin voimakkaan spin-kiertoradan momentin itsessään.

Jos pystymme valjastamaan ferromagneetin spin-kiertoradan kytkennät oikein, voimme ehkä rakentaa energiatehokkaampia magneettisia muisteja,” toteavat tutkijat tiedotteessaan.

Aiheesta aiemmin:

Energiatehokkaita MeRAM-muisteja

Uusia rakenteita MRAM-muisteille

On muisto vain