O descoperire științifică revoluționară a scos la iveală o tehnică promițătoare de manipulare a magnetismului în materialele ultra-subțiri, deschizând astfel calea spre tehnologii mai rapide, mai compacte și mai eficiente din punct de vedere energetic.
Metoda se bazează pe materialul denumit CrPS4, care are o grosime de doar câțiva atomi. Cercetătorii au descoperit că pot regla proprietățile magnetice ale acestui material cu precizie înaltă, oferind un nou nivel de control.
Această descoperire ar putea ajuta la rezolvarea unei provocări vechi din știința materialelor și ar putea deschide drumul unor tehnologii magnetice inovatoare, inclusiv în stocarea datelor și dispozitivele electronice ale viitorului.
Magnetismul joacă un rol-cheie în modul de operare al memoriei digitale. În computere, responsabile pentru stocarea datelor sunt regiunile magnetice minuscule. Comportamentul aceste zone magnetice este influențat de un fenomen cunoscut sub denumirea de „tendință de schimb” (exchange bias). În trecut, acest fenomen era extrem de dificil de examinat și controlat, în mare parte pentru că el apare la nivelul interfețelor ascunse și imperfecte din materialele stratificate.
O soluție simplă și elegantă
Cercetătorii de la Universitatea din Edinburgh, Boston College și Universitatea din Binghamton au creat o modalitate de a depăși aceste inconveniente. În loc de a stivui diferitele materiale unele peste altele, echipa a descoperit că poate atinge același nivel de control cu CrPS4, un tip de semiconductor.
În peliculele ultra-subțiri de CrPS4, straturile de atomi formează în mod natural proprietăți magnetice diferite datorită grosimii lor. Utilizând tehnici de imagistică de ultimă generație și simulări la scară largă, cercetătorii au putut vedea cum regiunile magnetice se formează, interacționează și se modifică la granițele dintre straturi. Tehnica de imagistică utilizată funcționează ca un microscop magnetic ultrasensibil și folosește senzori de diamant pentru a vizualiza câmpuri magnetice minuscule.
Prin modificarea aranjamentului straturilor din CrPS4, cercetătorii au constatat că pot activa sau dezactiva tendința, similar cu acționarea unui întrerupător. Procesul este controlabil și reversibil, fapt care poate fi extrem de util pentru tehnologiile viitoare.
Implicații pentru viitor
Descoperirea nu numai că aprofundează înțelegerea magnetismului de către oamenii de știință, dar pune și bazele construirii de dispozitive magnetice mai inteligente, mai mici și mai fiabile.
Ar putea ajuta inginerii să proiecteze cipuri de memorie ultracompacte, senzori reconfigurabili sau chiar dispozitive de calcul cuantic bazate pe principii magnetice. CrPS₄ este stabil în aer și ușor de utilizat, ceea ce îl face un candidat ideal pentru aplicații din lumea reală, nu doar pentru experimente de laborator.
Sursa: SciTechDaily