Η έρευνα Spintronics δείχνει ότι οι μαγνητικές ιδιότητες του υλικού μπορούν να προβλέψουν πώς αλλάζει ένα ρεύμα περιστροφής με τη θερμοκρασία
Το Spintronics είναι ένα πεδίο έρευνας που διερευνά τη χρήση περιστροφών ηλεκτρονίων αντί για ηλεκτρικά φορτία για επεξεργασία και αποθήκευση πληροφοριών. Η ικανότητα ελέγχου των ρευμάτων περιστροφής, τα οποία είναι ροές περιστροφών ηλεκτρονίων, είναι ζωτικής σημασίας για την πραγματοποίηση συσκευών spintronics. Ωστόσο, η συμπεριφορά των ρευμάτων περιστροφής υπό αλλαγές στη θερμοκρασία εξακολουθεί να είναι ελάχιστα κατανοητή, παρεμποδίζοντας τις πρακτικές εφαρμογές τους.
Στη μελέτη τους, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια νεοσυσταθείσα τεχνική που ονομάζεται φασματοσκοπία σιδηρομαγνητικής συντονισμού spin-torque για να μετρήσει το DMI και την εξάρτηση θερμοκρασίας ρεύματος περιστροφής διαφόρων λεπτών μεμβρανών.
Το DMI είναι μια μαγνητική αλληλεπίδραση μεταξύ γειτονικών περιστροφών που προκύπτει από την έλλειψη συμμετρίας αναστροφής σε έναν κρύσταλλο. Μπορεί να είναι είτε θετική είτε αρνητική, ανάλογα με το υλικό και τη δομή του.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το ρεύμα περιστροφής επηρεάστηκε έντονα από το σημάδι και τη δύναμη του DMI. Συγκεκριμένα, τα υλικά με θετικό DMI έδειξαν μείωση του ρεύματος περιστροφής με αυξανόμενη θερμοκρασία, ενώ εκείνα με αρνητικό DMI έδειξαν αύξηση. Αυτή η συμπεριφορά θα μπορούσε να εξηγηθεί από τις εξαρτώμενες από τη θερμοκρασία διακυμάνσεις των μαγνητικών στιγμών, οι οποίες ενισχύονται από το DMI.
Η ερευνητική ομάδα κατέδειξε επίσης ότι το DMI θα μπορούσε να ελεγχθεί αποτελεσματικά με την εφαρμογή ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου. Με τον συντονισμό του μαγνητικού πεδίου, θα μπορούσαν να αντιστρέψουν το σημάδι του DMI και να αλλάξουν την εξάρτηση από τη θερμοκρασία του ρεύματος περιστροφής.
Αυτά τα ευρήματα παρέχουν μια βαθύτερη κατανόηση της σχέσης μεταξύ των μαγνητικών ιδιοτήτων ενός υλικού και της συμπεριφοράς των ρευμάτων περιστροφής και ανοίγουν το δρόμο για το σχεδιασμό νέων συσκευών Spintronics που μπορούν να λειτουργούν σταθερά σε διαφορετικές θερμοκρασίες.
Η μελέτη ανοίγει συναρπαστικές δυνατότητες για το μέλλον της spintronics, επιτρέποντας την ανάπτυξη νέων συσκευών, όπως τα κυκλώματα λογικής με βάση το spin, οι μαγνητικοί αισθητήρες και η μαγνητική μνήμη υψηλής πυκνότητας με βελτιωμένη απόδοση και ενεργειακή απόδοση.
