Materiał magnetyczny, który robi z magnetyzmem coś niespodziewanego
Międzynarodowy zespół badawczy, kierowany przez przedstawicieli wspomnianej duńskiej uczelni, postawił na materiał o niezwykle stabilnej strukturze wewnętrznej. Jego najważniejsza cecha polega na tym, że magnetyzm istnieje wewnątrz materiału, ale niemal nie wydostaje się na zewnątrz. Innymi słowy mamy do czynienia z magnesem, który działa, zarazem nie zakłócając otoczenia swoim polem.
Czytaj też: Pokazali światu materiał o rekordowej przewodności cieplnej. Zdeklasował nawet miedź
W klasycznych magnesach atomy ustawiają się w jednym kierunku, co generuje wyraźne pole magnetyczne wokół obiektu. To właśnie to pole odpowiada za przyciąganie metalu czy działanie silników elektrycznych. Jednak w nowym materiale sytuacja wygląda inaczej. Struktura wewnętrzna pozostaje uporządkowana magnetycznie, lecz jej efekt zewnętrzny niemal się znosi.
Badacze wyjaśniają, iż różne części struktury magnetycznej równoważą się nawzajem, eliminując pole na zewnątrz, jednocześnie zachowując właściwości potrzebne do działania w urządzeniach. To rozwiązanie eliminuje jeden z największych problemów współczesnej elektroniki opartej na magnetyzmie.
Spintronika wśród najważniejszych beneficjentów postępu
Dziś technologie wykorzystujące magnetyzm, zwłaszcza w dziedzinie spintroniki, napotykają poważne ograniczenia. Aby kontrolować kierunek spinów elektronów, często potrzebne są silne pola magnetyczne bądź duże prądy elektryczne, co zwiększa zużycie energii i utrudnia miniaturyzację układów. Nowy materiał może całkowicie zmienić tę sytuację. Dzięki minimalnemu polu zewnętrznemu elementy elektroniczne mogłyby być rozmieszczane znacznie bliżej siebie bez ryzyka wzajemnych zakłóceń. Stąd już relatywnie prosta droga do gęstszych i wydajniejszych układów scalonych.
Ale czy to coś więcej, niż teoretyczne ustalenia? Zdecydowanie. W pierwszej kolejności, poczynione postępy powinny zaowocować rozwojem spintroniki, czyli technologii wykorzystującej spin elektronów zamiast ich ładunku. Takie podejście może prowadzić do komputerów zużywających mniej energii i działających szybciej niż obecne układy półprzewodnikowe.
Czytaj też: Świat nauki stanął u progu załamania. Fizycy wydali werdykt w sprawie anomalii mionu
Eksperci podkreślają, że to dopiero początek. Materiały o kontrolowanym, ukrytym magnetyzmie mogą znaleźć zastosowanie także w pamięciach nowej generacji, czujnikach, a nawet w technologiach kwantowych. Co więcej, możliwość precyzyjnego dostrajania właściwości magnetycznych za pomocą chemii materiałów daje naukowcom zupełnie nowe narzędzia projektowania.
Źródło: Nature Chemistry
