لاحظ الباحثون في جامعة طوكيو في اليابان، وجامعتي كورنيل وجونز هوبكنز في الولايات المتحدة وجامعة برمنغهام في المملكة المتحدة وجود مغناطيسية ضغطية كبيرة في مادة مضادة للمغناطيسية، وهي المنغنيز والقصدير (Mn).3سن). يمكن أن يسمح هذا الاكتشاف باستخدام هذه المادة وغيرها من المواد المشابهة في ذاكرات الكمبيوتر من الجيل التالي.
تعتبر المواد المضادة للمغناطيسية مرشحة واعدة لأجهزة الذاكرة عالية الكثافة المستقبلية لسببين رئيسيين. الأول هو أن دوران الإلكترون (الذي يستخدم كوحدات بت أو بيانات) في المغناطيسات المضادة يتقلب بسرعة، عند ترددات في نطاق التيراهرتز. هذه التقلبات السريعة في السبينات ممكنة لأن السبينات في المغناطيسات المضادة تميل إلى محاذاة بعضها البعض بشكل عكسي، مما يؤدي إلى تفاعلات قوية بين السبينات. وهذا يتناقض مع المغناطيسات الحديدية التقليدية، التي لها دورانات إلكترونية متوازية.
السبب الثاني هو أنه في حين أن المغنطيسات الحديدية المضادة لديها مغناطيسية داخلية تنشأ عن دوران إلكتروناتها، إلا أنها لا تحتوي تقريبًا على مغنطة عيانية. وهذا يعني أنه يمكن تعبئة البتات بشكل أكثر كثافة لأنها لا تتداخل مع بعضها البعض. ومرة أخرى، يتناقض هذا مع المغناطيسات الحديدية المستخدمة في الذاكرة المغناطيسية التقليدية، والتي تولد مغنطة صافية كبيرة.
يستخدم الباحثون تأثير هول المفهوم جيدًا (حيث يحفز المجال المغناطيسي المطبق جهدًا كهربائيًا في موصل في اتجاه عمودي على كل من المجال وتدفق التيار) لقراءة قيم البتات المغناطيسية المضادة. إذا انقلبت جميع السبينات في البتة المضادة للمغناطيسية في نفس الاتجاه، فإن إشارة تغير جهد هول. وبالتالي فإن إحدى إشارات الجهد تتوافق مع اتجاه "الدوران لأعلى" أو "1" والإشارة الأخرى إلى "الدوران لأسفل" أو "0".
ضوابط السلالة تشير إلى التغيير
في العمل الجديد فريق بقيادة ساتورو ناكاتسوجي ل جامعة طوكيو المعدات المستخدمة التي طورتها كليفورد هيكس والزملاء في برمنغهام لوضع عينة من Mn3سن تحت الضغط. من3Sn هو مغناطيس مضاد غير كامل (Weyl) ذو مغنطة ضعيفة، ومن المعروف أنه يعرض تأثير هول الشاذ قوي جدًا (AHE)، حيث تكتسب حاملات الشحنة مكون سرعة عموديًا على مجال كهربائي مطبق حتى بدون مجال مغناطيسي مطبق.
تتحول المغناطيسات المضادة المخدرة بشكل أسرع
ووجد الباحثون أنه من خلال وضع درجات مختلفة من الضغط على العينة، يمكنهم التحكم في كل من حجم وعلامة AHE الخاصة بالمادة. يقول ناكاتسوجي: "منذ اكتشاف إدوين هول لـ AHE في عام 1881، لم يتم تقديم أي تقرير عن الضبط المستمر لعلامة AHE حسب السلالة". عالم الفيزياء. "للوهلة الأولى، قد يبدو أن موصلية هول، وهي الكمية التي تكون غريبة في ظل انعكاس الزمن، لا يمكن التحكم فيها عن طريق الانفعال، والذي يكون حتى في ظل انعكاس الزمن. ومع ذلك، فإن تجربتنا ونظريتنا تظهر بوضوح أن سلالة صغيرة جدًا تصل إلى 0.1٪ يمكنها التحكم ليس فقط في الحجم ولكن أيضًا في علامة AHE.
مهم للإلكترونيات السبينية المضادة للمغناطيسية
يقول الفريق إن القدرة على التحكم في AHE باستخدام الضغط ستكون مهمة لما يسمى بتطبيقات "الإلكترونيات السبينية" التي تتضمن مواد مضادة للمغناطيسية. منذ حالة Weyl شبه المعدنية لـ Mn3يمكن أيضًا تبديل Sn كهربائيًا، وهذا الاكتشاف الجديد يجعل المادة أكثر جاذبية للإلكترونيات الدورانية، ويعمل عدد من المجموعات حول العالم الآن على تصنيعها في شكل أغشية رقيقة.
العمل الحالي مفصل في فيزياء الطبيعة.
