Japonya'daki Tokyo Üniversitesi, ABD'deki Cornell ve Johns Hopkins Üniversiteleri ve Birleşik Krallık'taki Birmingham Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, bir antiferromanyetik malzeme olan manganez-kalayda (Mn) büyük piezomanyetizma gözlemlediler.3Sn). Bulgu, bu materyalin ve benzerlerinin yeni nesil bilgisayar hafızalarında kullanılmasına izin verebilir.
Antiferromanyetik malzemeler, iki ana nedenden dolayı geleceğin yüksek yoğunluklu bellek cihazları için umut verici adaylardır. Birincisi, antiferromanyetiklerdeki (bitler veya veri birimleri olarak kullanılan) elektron dönüşlerinin terahertz aralığındaki frekanslarda hızla dönmesidir. Antiferromanyetiklerdeki dönüşler birbirine antiparalel olarak hizalanma eğiliminde olduğundan, bu hızlı dönüş çevirmeleri mümkündür, bu da dönüşler arasında güçlü etkileşimlere yol açar. Bu, paralel elektron dönüşlerine sahip geleneksel ferromanyetlerle çelişir.
İkinci sebep, antiferromanyetiklerin elektronlarının dönüşü tarafından yaratılan bir iç manyetizmaya sahipken, neredeyse hiç makroskopik manyetizasyona sahip olmamasıdır. Bu, bitlerin birbirine müdahale etmediği için daha yoğun bir şekilde paketlenebileceği anlamına gelir. Yine, bu, oldukça büyük net mıknatıslanma oluşturan geleneksel manyetik bellekte kullanılan ferromanyetlerle çelişir.
Araştırmacılar, antiferromanyetik bitlerin değerlerini okumak için iyi anlaşılan Hall etkisini (uygulanan bir manyetik alanın bir iletkende hem alana hem de akım akışına dik bir yönde bir voltajı indüklediği) kullanır. Antiferromanyetik bitteki spinlerin hepsi aynı yönde dönerse, Hall gerilimi işaret değiştirir. Bu nedenle, voltajın bir işareti "yukarı dönüş" yönüne veya "1"e ve diğer işaret "dönüş aşağı" veya "0"a karşılık gelir.
Gerinim kontrolleri işaret değişikliği
Yeni çalışmada, liderliğindeki bir ekip Satoru Nakatsuji arasında Tokyo Üniversitesi tarafından geliştirilen ikinci el ekipman Clifford Hicks ve meslektaşları Birmingham bir Mn örneği yerleştirmek için3Zorlanma altında Sn. Mn3Sn, zayıf bir mıknatıslanmaya sahip kusurlu (Weyl) bir antiferromanyetiktir ve yük taşıyıcıların, uygulanan bir manyetik alan olmadan bile uygulanan bir elektrik alana dik bir hız bileşeni elde ettiği çok güçlü bir anormal Hall etkisi (AHE) gösterdiği bilinmektedir.
Katkılı antiferromanyetler daha hızlı geçiş yapar
Araştırmacılar, numuneye farklı derecelerde gerilme uygulayarak malzemenin AHE'sinin hem büyüklüğünü hem de işaretini kontrol edebildiklerini buldular. Nakatsuji, "AHE'nin Edwin Hall tarafından 1881'de keşfedilmesinden bu yana, AHE işaretinin gerilime göre sürekli olarak ayarlanması hakkında hiçbir rapor yapılmadı" dedi. Fizik dünyası. "İlk bakışta, zamanın tersine çevrilmesi altında garip bir miktar olan Hall iletkenliğinin, zamanın tersine çevrilmesi altında bile olan gerinim tarafından kontrol edilemeyeceği görünebilir. Bununla birlikte, deneyimiz ve teorimiz, %0.1 mertebesinde çok küçük bir gerilimin, AHE'nin yalnızca boyutunu değil, aynı zamanda işaretini de kontrol edebildiğini açıkça göstermektedir."
Antiferromanyetik spintronik için önemli
Ekip, gerinim kullanarak AHE'yi kontrol edebilmenin, antiferromanyetik malzemeleri içeren sözde "spintronik" uygulamalar için önemli olacağını söylüyor. Mn'nin Weyl yarı metal durumu olduğundan3Sn aynı zamanda elektriksel olarak da değiştirilebilir, yeni keşif malzemeyi spintronik için daha da çekici hale getiriyor ve dünya çapında bir dizi grup şimdi onu ince film formunda imal etmek için çalışıyor.
Mevcut çalışma ayrıntılı olarak Doğa Fiziği.
