Une nouvelle méthode puissante pour contrôler le comportement magnétique dans les matériaux ultra-minces pourrait conduire à des technologies plus rapides, plus petites et plus économes en énergie, suggère une étude.
Les chercheurs ont développé une nouvelle façon de régler précisément le magnétisme en utilisant un matériau – les SDRC4– Ce n'est que quelques atomes d'épaisseur. L'étude est publiée dans la revue Matériaux de la nature.
L'avance pourrait résoudre un problème scientifique de longue date et ouvrir la voie au développement de nouvelles technologies magnétiques intelligentes, des appareils de mémoire informatique à l'électronique de nouvelle génération, dit l'équipe.
Le magnétisme est au cœur du fonctionnement de la mémoire numérique, avec de minuscules régions magnétiques à l'intérieur des ordinateurs utilisés pour stocker des informations.
Ces régions magnétiques sont contrôlées par de minuscules changements dans le comportement magnétique, un processus appelé biais d'échange. Cependant, jusqu'à présent, le biais d'échange était difficile à étudier et encore plus difficile à contrôler car il se produit dans des interfaces enterrées et imparfaites entre différents matériaux.
Des chercheurs de l'Université d'Édimbourg, du Boston College et de l'Université de Binghamton ont conçu un moyen de surmonter ces défis.
Au lieu d'empiler différents matériaux les uns sur les autres, l'équipe a découvert qu'elle pouvait obtenir le même contrôle au sein des SRPS4un type de semi-conducteur.
En flocons ultra-minces de SDRC4Les couches d'atomes forment naturellement des régions avec différentes propriétés magnétiques en raison de son épaisseur. En utilisant des techniques d'imagerie de pointe et des simulations à grande échelle, les chercheurs ont pu voir comment les régions magnétiques se sont formées, interagies et décalées aux limites entre différents nombres de couches.
La technique d'imagerie – connue sous le nom de magnétométrie centrale de la vide de l'azote (NV) – travaille comme un microscope magnétique ultra-sensible, en utilisant des capteurs de diamant pour visualiser de minuscules champs magnétiques.
En modifiant la disposition des couches dans les CRP4les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient allumer ou désactiver le biais d'échange, comme retourner un interrupteur. Le processus est contrôlable et réversible, ce qui pourrait être très utile pour les technologies futures, dit l'équipe.
Le Dr Elton Santos, de la School of Physics and Astronomy de l'Université d'Édimbourg, a déclaré: « Les régions du SDRC4 Alignez-vous côte à côte comme des voies sur une autoroute. La bordure entre eux forme une interface parfaite, nous permettant d'étudier et de contrôler le comportement magnétique avec une précision incroyable. «
Non seulement la découverte approfondit la compréhension des scientifiques du magnétisme, mais elle jette également les bases de la construction de dispositifs magnétiques plus intelligents, plus petits et plus fiables, mais l'équipe dit.
Il pourrait aider les ingénieurs à concevoir des puces mémoire ultra-compactes, des capteurs reconfigurables ou même des dispositifs informatiques quantiques en fonction des principes magnétiques. SDRC4 est stable dans l'air et facile à travailler, ce qui en fait un candidat idéal pour les applications du monde réel, pas seulement les expériences en laboratoire, ajoutent-elles.
Le Dr Santos poursuit: « Cette percée ouvre une fenêtre sur le monde invisible du magnétisme à l'échelle atomique. Ce travail nous donne une plate-forme transparente et fiable pour comprendre et ingéniez le magnétisme à l'échelle atomique. Il ouvre la porte à une toute nouvelle classe de technologies magnétiques. »
