17:18 2024-04-17 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Spintronics: O nouă cale către texturi de rotație învolburată la temperatura camerei

_ Spintronics: un nou calea către texturi de rotație învolburată la temperatura camerei

În unele materiale, învârtirile formează structuri magnetice complexe la scara nanometrică și micrometrică în care direcția de magnetizare se răsucește și se îndoaie de-a lungul unor direcții specifice. Exemple de astfel de structuri sunt bulele magnetice, skyrmionii și vortexurile magnetice.

Spintronics își propune să folosească astfel de structuri magnetice minuscule pentru a stoca date sau pentru a efectua operații logice cu un consum foarte scăzut de energie în comparație cu componentele microelectronice dominante de astăzi. Cu toate acestea, generarea și stabilizarea majorității acestor texturi magnetice este limitată la câteva materiale și poate fi realizată în condiții foarte specifice (temperatură, câmp magnetic etc.).

O colaborare internațională condusă de fizicianul HZB Dr. Sergio Valencia a investigat acum o nouă abordare care poate fi folosită pentru a crea și a stabiliza texturi complexe de spin, cum ar fi vârtejurile radiale, într-o varietate de compuși. Într-un vortex radial, magnetizarea îndreaptă spre sau departe de centrul structurii. Acest tip de configurație magnetică este de obicei foarte instabilă.

În cadrul acestei abordări inedite, vortexurile radiale sunt create cu ajutorul structurilor supraconductoare, în timp ce prezența defectelor de suprafață realizează stabilizarea acestora.

Probele constau din insule de dimensiuni micrometrice, formate din supraconductorul de înaltă temperatură YBCO pe care este depus un compus feromagnetic. La răcirea probei sub 92 Kelvin (-181 °C), YBCO intră în starea supraconductoare.

În această stare, un câmp magnetic extern este aplicat și imediat eliminat. Acest proces permite pătrunderea și fixarea cuantelor de flux magnetic, care la rândul lor creează un câmp parazit magnetic.

Acest câmp parazit este cel care produce noi microstructuri magnetice în stratul feromagnetic de deasupra: spinurile emană radial din structură. centru, ca într-un vortex radial.

Pe măsură ce temperatura crește, YBCO tranzitează de la supraconductor la o stare normală. Deci, câmpul parazit creat de insulele YBCO dispare, la fel și vortexul radial magnetic. Totuși, cercetătorii și colaboratorii HZB au observat că prezența defectelor de suprafață împiedică acest lucru să se întâmple: vortexurile radiale păstrează parțial starea imprimată, chiar și atunci când se apropie de temperatura camerei.

„Folosim câmpul magnetic generat de structuri supraconductoare pentru a imprima anumite domenii magnetice feromagneților plasați pe ele și defectele de suprafață pentru a le stabiliza. Structurile magnetice sunt asemănătoare cu cele ale unui Skyrmion și sunt interesante pentru aplicații spintronice”, explică Valencia.

Mai mici. vârtejurile imprimate aveau aproximativ 2 micrometri în diametru, de aproximativ 10 ori mai mare decât cele tipice skyrmions. Echipa a studiat mostre cu geometrii circulare și pătrate și a descoperit că geometriile circulare au crescut stabilitatea vârtejurilor radiale magnetice imprimate.

„Acesta este un mod nou de a crea și stabiliza astfel de structuri și poate fi aplicat într-o varietate de tipuri. de materiale feromagnetice. Acestea sunt noi perspective bune pentru dezvoltarea în continuare a spintronicii supraconductoare”, spune Valencia.

Studiul este publicat în revista ACS Applied Materials & Interfaces.

(Fluierul)

Inapoi