Magnetismia ei-magneettisissa materiaaleissa

Universitat Autònoma de Barcelonan (UAB) ja ICMAB:n tutkijat ovat onnistuneet tuomaan langattoman teknologian magneettisten laitteiden perustasolle.

Magneettisten ominaisuuksien modulointi jänniteohjatun ioniliikkeen ja redox-prosessien avulla, eli magnetoioniikka, on ainutlaatuinen tapa ohjata magnetismia sähkökentällä pienitehoisissa muisti- ja spintronisissa sovelluksissa. Toistaiseksi magnetoioniikka on saavutettu suorien sähköisten kytkentöjen kautta aktivoituun materiaaliin.

UAB:n fysiikan laitoksen ja ICMAB:n jäsenten muodostama tutkimusryhmä yhteistyössä Barcelonan mikroelektroniikan instituutin CNM-CSIC:n ja ALBA-synkrotroni kanssa on onnistunut ensimmäistä kertaa muokkaamaan ohuen ei-magneettisen kobolttinitridi (CoN) kerroksen magneettisia ominaisuuksia käyttämällä sähköjännitettä ilman johtimia.

Saavutus edustaa paradigman muutosta, joka voi helpottaa magneettisten nanorobottien luomista biolääketieteessä ja laskentajärjestelmissä. joissa perustiedonhallintaprosessit eivät vaadi johdotusta.

Tätä varten tutkijat asettivat magneettisen materiaalin näytteen nesteeseen, jolla oli ionijohtavuus ja kohdistavat jännitteen nesteeseen kahden platinalevyn kautta yhdistämättä johtimia suoraan näytteeseen.

Tämä synnytti indusoidun sähkökentän, joka sai typen ionit poistumaan CoN:stä ja sai aikaan magnetismin ilmaantumisen näytteeseen, joka muuttui ei-magneettisesta magneettiseksi.

Indusoituja magneettisia ominaisuuksia voidaan moduloida käytetyn jännitteen ja aktivointiajan sekä näytteen sijoittelun funktiona ja lisäksi toteuttaa väliaikaisia tai pysyviä muutoksia magnetismissa riippuen näytteen suunnasta suhteessa sähkökenttään.

"Näytteen magnetismin ohjaaminen langattomasti jännitettä muuttamalla edustaa paradigman muutosta tällä tutkimusalueella", selittää Jordi Sort, ICREA-tutkija UAB:n fysiikan laitokselta. "Tämä on havainto, jolla voi olla sovelluksia monilla aloilla, kuten biolääketieteessä, nanorobottien magneettisten ominaisuuksien ohjaamiseen ilman johtimia tai langattomassa tietojenkäsittelyssä, informaation kirjoittamiseen ja poistamiseen magneettisissa muisteissa jännitteellä, mutta ilman johdotusta."

Tutkijoiden esittämä menetelmä ei koske yksinomaan kokeissa käytettyä materiaalia, kobolttinitridiä.

ICMAB-tutkija Nieves Casañ-Pastor sanoi, että "nämä protokollatvoidaan ekstrapoloida muihin materiaaleihin ohjaamaan langattomasti muita fysikaalisia ominaisuuksia, kuten suprajohtavuus, memristoriohjaus, katalyysi tai siirtymät eristeen ja metallin välillä sekä langattomat elektrodit neurosolujen sähköstimulaatioon, mainitakseni muutamia esimerkkejä, jotka voivat laajentaa tämän tutkimuksen sovellusaluetta ja teknologista vaikutusta."

Aiheesta aiemmin:

Neuroverkkolaskentaa vedessä

Mutkittelu tekee hyvää ionijohteille