Jaapani Tokyo ülikooli, USA Cornelli ja Johns Hopkinsi ülikoolide ning Ühendkuningriigi Birminghami ülikooli teadlased on täheldanud antiferromagnetilises materjalis mangaan-tina (Mn) suurt piesomagnetismi.3Sn). See leid võib võimaldada seda materjali ja teisi sarnaseid kasutada järgmise põlvkonna arvutimäludes.
Antiferromagnetilised materjalid on tulevaste suure tihedusega mäluseadmete jaoks paljutõotavad kandidaadid kahel peamisel põhjusel. Esimene on see, et antiferromagnetites elektronide spinnid (mida kasutatakse bittide või andmeühikutena) pöörduvad kiiresti terahertsi sagedusega. Need kiired pöörlemised on võimalikud, kuna antiferromagnetite spinnid kalduvad joonduma üksteisega antiparalleelselt, mis põhjustab keerutuste vahel tugevat vastasmõju. See on kontrastiks tavapäraste ferromagnetitega, millel on paralleelsed elektronide spinnid.
Teine põhjus on see, et kuigi antiferromagnetitel on nende elektronide pöörlemisel tekkiv sisemine magnetism, pole neil peaaegu mingit makroskoopilist magnetiseerumist. See tähendab, et bitte saab tihedamalt sisse pakkida, kuna need ei sega üksteist. Jällegi on see vastuolus tavapärases magnetmälus kasutatavate ferromagnetitega, mis tekitavad märkimisväärse netomagnetiseerimise.
Teadlased kasutavad antiferromagnetiliste bittide väärtuste lugemiseks hästi arusaadavat Halli efekti (mille puhul rakendatud magnetväli indutseerib juhis pinget nii välja kui voolu vooluga risti olevas suunas). Kui kõik antiferromagnetilise biti pöörlemised pöörduvad samas suunas, muutub Halli pinge märk. Seetõttu vastab üks pinge märk "pöörlemissuunale" või "1" ja teine märk "pöörlemissuunale" või "0".
Pingutuse kontrolli märgi muutus
Uues töös meeskond eesotsas Satoru Nakatsuji Euroopa Tokyo ülikool poolt välja töötatud kasutatud seadmed Clifford Hicks ja kolleegid aadressil Birmingham panna proovi Mn3Sn pinge all. Mn3Sn on nõrga magnetiseeringuga ebatäiuslik (Weyl) antiferromagnet ja sellel on teadaolevalt väga tugev anomaalne Halli efekt (AHE), mille puhul laengukandjad omandavad rakendatud elektriväljaga risti oleva kiiruskomponendi isegi ilma rakendatud magnetväljata.
Legeeritud antiferromagnetid lülituvad kiiremini
Uurijad leidsid, et proovile erineva raskusastmega koormuse abil saavad nad kontrollida nii materjali AHE suurust kui ka märki. "Pärast seda, kui Edwin Hall avastas AHE 1881. aastal, pole AHE märgi pideva häälestamise kohta tehtud aruannet," räägib Nakatsuji. Füüsika maailm. "Esmapilgul võib tunduda, et Halli juhtivust, suurust, mis on ajas ümberpööramisel veider, ei saa kontrollida deformatsiooniga, mis on isegi aja pööramise korral. Kuid meie eksperiment ja teooria näitavad selgelt, et väga väike tüvi suurusjärgus 0.1% suudab kontrollida mitte ainult AHE suurust, vaid ka märki.
Antiferromagnetilise spintroonika jaoks oluline
Meeskond ütleb, et antiferromagnetilisi materjale hõlmavate nn spintroonikarakenduste jaoks on AHE kontrollimine tüve abil oluline. Kuna Weyl poolmetalli olek Mn3Sn-i saab lülitada ka elektriliselt, uus avastus muudab materjali spintroonika jaoks veelgi atraktiivsemaks ja mitmed rühmad üle maailma tegelevad nüüd selle õhukese kilega valmistamisega.
Käesolevat tööd on üksikasjalikult kirjeldatud Loodusfüüsika.
