Спинтроника от «straintronics»: переключение суперферромагнетизма с деформацией, вызванной электрическим полем

Конусы представляют намагниченность наночастиц. В отсутствие электрического поля (состояние без деформации) размер и разделение между частицами приводят к случайной ориентации их намагниченности, известной как суперпарамагнетизм.

Переключение магнитных доменов в магнитной памяти обычно требует магнитных полей, генерируемых электрическими токами, следовательно, требует большого количества электрической энергии. Теперь команды из Франции, Испании и Германии продемонстрировали выполнимость другого подхода на наноуровне: «Мы можем индуцировать магнитный порядок в небольшой области нашего образца, используя небольшое электрическое поле вместо использования магнитных полей», — доктор Серхио Валенсия ХЗБ, говорит.

Образцы состоят из тонкой пленки поликристаллического железа в форме клина, нанесенной поверх подложки BaTiO 3 . BaTiO 3 является хорошо известным сегнетоэлектрическим и сегнетоэластичным материалом: электрическое поле способно исказить решетку BaTiO 3 и вызвать механическую деформацию. Анализ методом электронной микроскопии показал, что железная пленка состоит из крошечных нанозерен (диаметр 2,5 нм). На своем тонком конце пленка железа имеет толщину менее 0,5 нм, что обеспечивает низкую размерность нанозерен. Учитывая их небольшой размер, магнитные моменты нанозерен железа разупорядочены относительно друг друга, это состояние известно как суперпарамагнетизм.

На X-PEEM-Beamline на BESSY II ученые проанализировали, что происходит с магнитным порядком этих нанозерен в небольшом электрическом поле. «С помощью X-PEEM мы можем нанести на карту магнитный порядок железных зерен на микроскопическом уровне и наблюдать, как изменяется их ориентация при воздействии электрического поля на месте», — говорит д-р Ашима Арора, которая проводила большинство экспериментов во время своего исследования. .D. Тезис. Их результаты показывают, что электрическое поле вызвало напряжение на BaTiO 3и этот штамм был передан железным нанозернам поверх него. Затем ранее суперпарамагнитные области образца перешли в новое состояние. В этом новом состоянии магнитные моменты железных зерен все выровнены вдоль одного и того же направления, то есть коллективного дальнего ферромагнитного порядка, известного как суперферромагнетизм.

Спинтроника от «straintronics»: переключение суперферромагнетизма с деформацией, вызванной электрическим полем
Когда прикладывается электрическое поле, деформация, индуцированная на подложке BaTiO3, передается наночастицам, заставляя их перестраиваться в общем направлении, известном как суперферромагнетизм

Эксперименты проводились при температуре чуть выше комнатной. «Это позволяет надеяться, что это явление может быть использовано для разработки новых композитных материалов (состоящих из сегнетоэлектрических и магнитных наночастиц) для маломощных спиновых систем хранения и логических архитектур, работающих в условиях окружающей среды», — говорит Валенсия.

Управление наноразмерными магнитными битами в магнитных устройствах с произвольным доступом с помощью одной только деформации, вызванной электрическим полем, известно как страинтроника. Он может предложить новую, масштабируемую, быструю и энергоэффективную альтернативу современным магнитным воспоминаниям.

Сайт источника https://phys.org/news/2019-02-spintronics-straintronics-superferromagnetism-electric-field-strain.html

Спинтроника от «straintronics»: переключение суперферромагнетизма с деформацией, вызванной электрическим полем

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

comments powered by HyperComments
Оценки статьи:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...