Исследователи нашли новый способ управления магнитами
Большинство магнитов, с которыми мы сталкиваемся ежедневно, сделаны из ферромагнитных материалов. Магнитные моменты большинства атомов в этих материалах расположены в одном направлении, поэтому их коллективная сила достаточно сильна, чтобы создавать сильное магнитное притяжение. Эти материалы составляют основу большинства устройств хранения данных в современном высокотехнологичном мире.
Менее распространены магниты на основе ферримагнитных материалов. В них магнитные моменты некоторых атомов направлены в одну сторону, а другие расположены прямо противоположно. В результате общее магнитное поле, которое они создают, зависит от количество атомов с тем или иным направлением моментов.
Исследователи из Массачусетского технологического института разработали метод, при помощи которого можн быстро переключать магнитную полярность ферримагнетика на 180 градусов, прилагая лишь небольшое электрическое напряжение. По словам исследователей, это открытие может ознаменовать собой новую эру ферримагнитной логики и устройств хранения данных.
Новая система представляет собой пленку из интерметаллида кобальта с гадолинием. В этом материале два элемента образуют взаимосвязанные решетки атомов, и атомы гадолиния предпочтительно имеют свои магнитные оси, выровненные в одном направлении, в то время как атомы кобальта указывают в противоположную сторону. Баланс между ними и определяет общую намагниченность материала.
Но исследователи обнаружили, что приложение напряжения для разделения молекул воды на поверхности пленки на кислород и водород заставляет кислород улетучиваться, а атомы водорода оставаться. Ядра этих атомов — одиночные протоны, — могут глубоко проникать в материал, и это изменяет баланс магнитных ориентаций. Этого изменения достаточно, чтобы перевернуть ориентацию магнитного поля на 180 градусов. Такой полный разворот магнитных моментов может помочь улучшить магнитные запоминающие устройства и датчики на основе таких материалов.
Статья исследователей опубликована в журнале Nature Nanotechnology.
Исследователи разработали метод, при помощи которого можно переключать ориентацию ферримагнетиков очень быстро и эффективно