Электроника совершит революцию благодаря более точному управлению вращением в спинтронике

Ученые в своем последнем исследовании утверждают, что нашли способ контролировать состояние выравнивания магнитных атомов в антиферромагнитном материале. Это выглядит многообещающе для разработки более эффективных датчиков меньшего размера и устройств хранения данных. Теперь исследователи описывают свой новый подход, заключающийся в управляемом эффекте обменного смещения, который обеспечивает асимметричное магнитное действие устройств, состоящих из сложной комбинированной структуры из различных типов магнитных материалов.

Спинтроника — это новая технология создания электронных устройств, которые используют спин электрона и связанные с ним магнитные свойства, а не просто используют электрический заряд электрона для передачи информации. Антиферромагнитные материалы привлекли внимание исследователей спинтроники, ожидающих спиновых операций с повышенной стабильностью. В отличие от ферромагнетиков, атомы которых ориентированы в том же направлении, что и в типичных магнитах на холодильник, магнитные атомы в антиферромагнетиках имеют антипараллельную ориентацию спинов, что компенсирует их результирующую намагниченность.

Ученые разработали способ управления ориентацией магнитных атомов в антиферромагнитных материалах для создания магнитных переключателей. Традиционно это делалось с использованием метода «полевого охлаждения», при котором магнитная система, содержащая антиферромагнитный материал, нагревается, а затем одновременно охлаждается при приложении внешнего магнитного магнита. Однако этот процесс неэффективен для использования во многих микро- или наноструктурированных устройствах спинтроники, поскольку пространственное разрешение самого процесса недостаточно велико для применения в микро- или наномасштабном магнитном поле, говорит Юнг-Ил Хонг из Spin-DGIST Nanotechnology Laboratory. . Этот процесс может заменить обычное нагревание и охлаждение, что неудобно и вредно для магнитного материала. «Мы надеемся, что наш новый процесс позволит интегрировать антиферромагнитные материалы в микро- и наноустройства на основе спинтроники», — говорит Юнг-Ии Хонг.

Хонг и его коллеги объединили два слоя: ферромагнитную пленку кобальт-железо-бор поверх антиферромагнитной пленки иридий-марганец. Слои выращивались на пьезоэлектрических керамических подложках. Совместное применение механической вибрации и магнитного поля позволило ученым неоднократно контролировать ориентацию магнитных спинов в любом желаемом направлении. Команда поставила перед собой цель продолжить исследования и разработку новых магнитных фаз, выходящих за рамки традиционно классифицированных магнитных материалов. «В прошлом открытие новых материалов приводило к развитию новых технологий, — говорит Хонг. — Эта исследовательская работа станет семенем для новых технологий.