Antiferromıknatıslarda Manyetik Sıralamayı Tanımlamak İçin Yeni Bir Teknik
Özel bir mıknatıs türü içindeki iç düzeni aydınlatmak için yeni bir numara, mühendislerin daha iyi bellek depolama aygıtları oluşturmasına yardımcı olabilir. RIKEN fizikçileri tarafından geliştirilen bu teknik, bellek aygıtlarını daha az bozulabilir hale getirebilir.
Çalışma Nature Communications dergisinde yayınlandı.
Geleneksel sabit diskler, her bir atomla ilişkili manyetik dipollerin veya dönüşlerin hepsinin aynı yönü gösterdiği malzemeler olan ferromanyetlere dayanır. Bu hizalama malzemeye net bir manyetik alan verir. Veriler, malzeme boyunca farklı mıknatıslanma desenleri oluşturularak depolanır.
Ancak fizikçiler, ferromanyetler yerine antiferromanyetler kullanarak cihaz performansını artırmaya çalışıyorlar. Antiferromıknatıslarda, komşu dönüşler zıt yönlerde hizalanır. Bu konfigürasyon, karşıt dönüşler birbirini iptal ettiği için malzemenin net manyetik alana sahip olmamasını sağlar.
"Prensip olarak, antiferromanyetik bellekler ferromanyetik olanlardan çok daha hızlı, daha küçük ve hatalara karşı daha sağlam olmalıdır" diyor RIKEN Acil Madde Bilimi Merkezi'nden ( CEMS ) Naoki Ogawa.
Uygulamalar için ideal olarak, antiferromanyetin dönüşleri, tüm malzeme boyunca antiparalel bir şekilde düzenli olarak sipariş edilmelidir. Ancak, "bu doğal olarak antiferromanyetik kristallerde olmaz" diyor Ogawa.
Bunun yerine, malzeme manyetik alanlara bölünür - her alan içinde, bitişik dönüşler antiparaleldir, ancak komşu alanlarda değişim modeli tersine çevrilir.
Sorun şu ki, fizikçiler yönelimlerini düzeltmek için alanları manipüle etmeden önce, onları bulabilmeleri gerekiyor ve bu kolay değil. Ogawa, "Onları sadece bakıp göremezsiniz" diyor. "Onları görselleştirmenin bir yoluna ihtiyacınız var."
Etki alanlarını tanımlamak için bir strateji, malzeme boyunca bir yönde ve daha sonra tekrar ters yönde bir ışık tutmayı içerir. Manyetik alanlar, ışığın frekansının atomların ve dönüşlerin simetrisinden etkilendiği farklı yollar incelenerek belirlenebilir.
"Işığın yönünü tersine çevirdiğinizde malzeme farklı tepki veriyor ve yapısını belirlemenize olanak tanıyor," diye açıklıyor CEMS'ten Ziqian Wang.
Bu etkiyi seçmek zordur. Ancak bir prensip kanıtı çalışmasında, Wang, Ogawa ve meslektaşları manganez, fosfor ve kükürt içeren iki boyutlu bir kristalde bir yol buldular.
Ek bir parazit kaynağı olarak bir elektrik alanı uyguladılar ve bu da alanların görünürlüğünü % 90'a kadar artırdı. Wang, önceki denemelerde manyetik ve elektrik alanların bir kombinasyonunu kullandığını, ancak bunun daha hantal aletler gerektirdiğini ve çok daha yavaş olduğunu belirtiyor.
Wang, "Artık alanları görselleştirebiliyoruz, bir sonraki adımımız onları yerel olarak manipüle etmek için ultra hızlı bir teknik geliştirmek" diyor.
