محققان دانشگاه توکیو در ژاپن، دانشگاه های کرنل و جان هاپکینز در ایالات متحده و دانشگاه بیرمنگام در بریتانیا پیزومغناطیس بزرگی را در یک ماده ضد فرومغناطیسی، منگنز-قلع (Mn) مشاهده کردند.3Sn). این یافته می تواند این امکان را فراهم کند که این ماده و سایر موارد مشابه آن در حافظه های رایانه ای نسل بعدی به کار گرفته شوند.
مواد ضد فرومغناطیسی به دو دلیل اصلی، نامزدهای امیدوارکننده ای برای دستگاه های حافظه با چگالی بالا در آینده هستند. اولین مورد این است که اسپین های الکترون (که به عنوان بیت ها یا واحدهای داده استفاده می شوند) در ضد فرومغناطیس ها به سرعت در فرکانس هایی در محدوده تراهرتز می چرخند. این چرخش‌های سریع اسپین امکان‌پذیر است، زیرا اسپین‌ها در ضد فرومغناطیس‌ها تمایل دارند به صورت پاد موازی با یکدیگر همسو شوند که منجر به برهمکنش‌های قوی بین اسپین‌ها می‌شود. این در تضاد با فرومغناطیس های معمولی است که دارای اسپین های الکترونی موازی هستند.
دلیل دوم این است که در حالی که ضد فرومغناطیس ها دارای مغناطیس داخلی هستند که توسط اسپین الکترون هایشان ایجاد می شود، اما تقریباً هیچ مغناطیس ماکروسکوپی ندارند. این بدان معنی است که بیت ها را می توان با متراکم تر بسته بندی کرد زیرا با یکدیگر تداخل ندارند. باز هم، این در تضاد با فرومغناطیس های به کار رفته در حافظه مغناطیسی معمولی است که مغناطش خالص قابل توجهی ایجاد می کند.
محققان از اثر هال به خوبی درک شده (که در آن یک میدان مغناطیسی اعمال شده ولتاژی را در یک رسانا در جهتی عمود بر میدان و جریان جریان القا می کند) برای خواندن مقادیر بیت های ضد فرومغناطیسی استفاده می کنند. اگر اسپین های موجود در بیت ضد فرومغناطیسی همه در یک جهت بچرخند، علامت ولتاژ هال تغییر می کند. بنابراین، یک علامت ولتاژ مربوط به جهت "چرخش به بالا" یا "1" و علامت دیگر به "اسپین پایین" یا "0" است.
تغییر علامت کنترل کرنش
در کار جدید، تیمی به رهبری ساتورو ناکاتسوجی از دانشگاه توکیو تجهیزات مورد استفاده توسعه یافته توسط کلیفورد هیکس و همکاران در بیرمنگام برای قرار دادن یک نمونه از منگنز3Sn تحت فشار. منگنز3Sn یک ضد فرومغناطیس ناقص (Weyl) با مغناطیس ضعیف است، و شناخته شده است که یک اثر غیرعادی هال (AHE) بسیار قوی را نشان می دهد، که در آن حامل های بار یک جزء سرعت عمود بر میدان الکتریکی اعمال شده را حتی بدون میدان مغناطیسی اعمال شده به دست می آورند.
آنتی فرومغناطیس های دوپ شده سریعتر سوئیچ می کنند
محققان دریافتند که با اعمال درجات مختلف فشار روی نمونه، می‌توانند هم بزرگی و هم علامت AHE ماده را کنترل کنند. ناکاتسوجی می گوید: «از زمان کشف AHE توسط ادوین هال در سال 1881، هیچ گزارشی در مورد تنظیم مداوم علامت AHE توسط کرنش ارائه نشده است. دنیای فیزیک. "در نگاه اول، ممکن است به نظر برسد که رسانایی هال، کمیتی که تحت معکوس زمانی فرد است، نمی تواند توسط کرنش کنترل شود، که حتی تحت معکوس زمانی است. با این حال، آزمایش و نظریه ما به وضوح نشان می دهد که یک کرنش بسیار کوچک در مرتبه 0.1٪ می تواند نه تنها اندازه، بلکه علامت AHE را نیز کنترل کند.
برای اسپینترونیک ضد فرومغناطیسی مهم است
این تیم می‌گوید که توانایی کنترل AHE با استفاده از کرنش برای کاربردهای به اصطلاح «spintronics» که شامل مواد ضد فرومغناطیسی می‌شود، مهم است. از آنجایی که حالت نیمه فلزی ویل منگنز3Sn همچنین می‌تواند به صورت الکتریکی سوئیچ شود، کشف جدید این ماده را برای اسپینترونیک جذاب‌تر می‌کند و تعدادی از گروه‌ها در سراسر جهان اکنون روی ساخت آن به شکل لایه نازک کار می‌کنند.
کار حاضر به تفصیل در فیزیک طبیعت.
