Magnetisme baru dapat meningkatkan penyimpanan data

Fizik MIT telah menemui jenis magnet baru yang dipanggil magnetisme P-gelombang dalam nikel iodida, kristal dua dimensi yang dibuat di makmal.Keadaan magnet ini menggabungkan ciri -ciri ferromagnetisme, di mana elektron lebih suka arah putaran tertentu, dan antiferromagnetisme, di mana putaran bertentangan yang sama membatalkan secara keseluruhan.Apa yang menjadikan magnetisme P-gelombang unik adalah bahawa putaran pada atom nikel membentuk corak lingkaran yang merupakan imej cermin antara satu sama lain, seperti tangan kiri dan kanan.


Kerana corak spin spin ini, para penyelidik dapat menukar arah putaran elektron dengan menggunakan medan elektrik kecil yang sejajar dengan lingkaran.Ini "berputar berputar" membalikkan lingkaran dari kidal ke tangan kanan dan sebaliknya.Keupayaan ini penting untuk spintronics, alternatif kepada elektronik tradisional yang menyimpan data menggunakan putaran elektron dan bukannya caj elektrik.Spintronics boleh berpotensi membungkus lebih banyak data ke peranti dan menggunakan kuasa yang jauh lebih sedikit untuk menulis dan membaca maklumat.

Penemuan ini membina penyelidikan terdahulu yang mendedahkan corak spin spin dalam kisi atom nikel iodida tetapi tidak menyambungkannya ke penukaran putaran yang boleh dikawal.Ahli teori telah mencadangkan bahawa corak lingkaran sedemikian dapat merealisasikan magnetisme P-gelombang, di mana elektron yang bergerak ke arah yang bertentangan mempunyai putaran yang bertentangan, dan yang menukar tangan lingkaran akan menukar spin elektron juga.Eksperimen baru mengesahkan ini dengan mensintesis serpihan nipis nikel iodida, bersinar cahaya terpolarisasi pada mereka, dan memerhatikan bahawa putaran elektron sepadan dengan tangan cahaya-tanda jelas magnet P-gelombang.

Ujian selanjutnya menunjukkan bahawa memohon medan elektrik kecil di sepanjang arah lingkaran mengalir berputar elektron dan mencipta arus elektron dengan putaran sejajar.Arus putaran ini boleh membalikkan domain magnet dalam peranti, membolehkan kawalan bit magnet yang cekap.Elektronik berasaskan spin menghasilkan kurang haba dan kehilangan tenaga yang kurang kerana mereka bergerak berputar dan bukannya caj elektrik.Medan elektrik kecil yang diperlukan untuk beralih juga mencadangkan penjimatan tenaga yang signifikan.

Walau bagaimanapun, magnetisme P-gelombang hanya diperhatikan pada suhu yang sangat rendah berhampiran 60 kelvin, mengehadkan penggunaan praktikal segera.Langkah seterusnya adalah untuk mencari bahan-bahan yang mempamerkan magnet ini pada suhu bilik, membuka jalan bagi peranti spintronic dunia nyata yang dapat mengubah storan data dan elektronik.