Спинови сензори без нанофабрики: физици откриха пряк път към компактната електроника на бъдещето
Ако това бъде осъществено, твърдите дискове, датчиците и магнитната памет към този момент няма да са същите.
Изследователи от Китай и Тайван са намерили метод да основат спинови клапани – основни детайли в магнитните датчици – без комплицирана и скъпа технология, употребявайки необикновен квантов материал с решетка Кагоме. Това изобретение би могло доста да опрости производството на спинтронни устройства и да ги направи по-евтини и енергийно ефикасни.
Обикновено спиновите клапани са многослойни структури, построени от редуващи се магнитни и немагнитни материали. Тяхната задача е да управляват прекосяването на електроните според от посоката на спина, т.е. вътрешния „ спин “ на частиците. Благодарение на това устройствата могат внезапно да трансформират електрическото си противодействие, което се употребява да вземем за пример в твърди дискове и датчици.
Но основаването на такива структури изисква висока точност: нужни са идеално плоски повърхности на атомно равнище, способи за разпрашаване или тънко ръчно сглобяване на обособените пластове. Всичко това е скъпо, комплицирано и едва мащабируемо. Екип, управителен от професор Цю Же от Института по физически науки в Хефей, предлага да се оправи без всичко това, като употребява магнитен материал с необикновена конструкция – TmMn₆Sn₆. Той принадлежи към така наречен кагоме-хелимагнетици: това са специфични кристали, в които атомите образуват шарка, сходна на японска плетена кошница (оттам и името „ кагоме “).
Учените са открили, че в случай че сходен материал се подложи на външно магнитно поле, той основава положение с паралелни магнитни домени – области, в които спиновете са насочени по един и същи метод. Това положение имитира държанието на обичайния спинов клапан, само че без да е належащо да се основава многослойна конструкция.
В първообраз на устройство, направено от този материал, откривателите записаха гигантско магнитосъпротивление от над 160%. Това значи, че съпротивлението се трансформира според от магнитното положение на домейните, което значи, че материалът в действителност работи като спинов клапан. Допълнителните измервания демонстрират, че резултатът се дължи на разсейването на електроните на границите сред домейните.
Теоретичният разбор удостовери, че този способ разрешава акуратен надзор на резултата и затова открива вероятността за основаване на ново потомство спинтронни устройства – по-прости, по-стабилни и енергийно ефикасни. Работата е оповестена в списание Nature Communications.
