Les scientifiques contrôlent le magnétisme au niveau microscopique

Les atomes d’un matériau magnétique sont organisés en régions appelées champs magnétiques. Dans chaque champ, les électrons ont la même orientation magnétique. Cela signifie que la rotation pointe dans le même sens. Le “mur” sépare le champ magnétique. Un type de mur a un virage à gauche ou à droite, appelé chiralité. Lorsqu’elles sont exposées à un champ magnétique, les parois du champ chiral se referment, provoquant une contraction du champ magnétique.

Des chercheurs ont mis au point un matériau magnétique dont l’épaisseur détermine si les parois des domaines hélicoïdaux ont des bras identiques ou alternés. Dans ce dernier cas, un . appliqué Champ de force Il a brisé les murs des domaines en collision. Les chercheurs se réunissent diffusion de neutrons et la microscopie électronique pour caractériser ces caractéristiques microscopiques intrinsèques, conduisant à une meilleure compréhension du comportement magnétique.

Un nouveau domaine technologique appelé spintronique implique le traitement et le stockage d’informations en utilisant le spin des électrons plutôt que leur charge. La capacité de contrôler ces propriétés de base peut ouvrir de nouvelles possibilités pour le développement de dispositifs électroniques. Par rapport à la technologie actuelle, ces appareils peuvent stocker plus d’informations dans moins d’espace et fonctionner à des vitesses plus élevées tout en consommant moins d’énergie.

Publié dans nano-message, Cette étude démontre une méthode pour changer le sens de rotation et l’apparition de murs de domaine appariés. Cela suggère une voie potentielle pour contrôler la propriété et la mobilité du mur du domaine. Cette découverte pourrait avoir des implications pour les technologies basées sur la spintronique.

Être capable de manipuler le mouvement des murs du domaine reste un défi comme d’habitude champ magnétique Les directions peuvent être commutées au hasard. De plus, la limite de champ se déplace de manière inattendue lorsque la taille de champ est réduite pour s’adapter à des densités de stockage d’informations plus élevées. Cependant, une classe de matériaux appelés aimants hélicoïdaux a montré le potentiel de réduire le comportement des murs de champ aléatoire. En effet, les aimants hélicoïdaux présentent une structure rotative complexe, ce qui contribue à réduire les réflexions aléatoires du champ.

Des chercheurs de l’Indiana University-Purdue University Indianapolis, du Oak Ridge National Laboratory, de la Louisiana State University, de la Norfolk State University, de l’Institut Peter Grunberg et de l’Université de Louisiane à Lafayette ont développé un matériau magnétique chiral en insérant des atomes de manganèse entre des couches hexagonales de disulfure de niobium. composés. En menant des expériences sur les neutrons dans le réacteur à isotopes à haut flux (HFIR), l’équipe a pu analyser la nanostructure magnétique du matériau lorsqu’il est exposé à différentes températures et champs magnétiques.

Ces mesures sont combinées à la caractérisation via la transmission de Lorentz microscope électronique, permettant une compréhension plus complète du comportement magnétique. Les données de l’équipe montrent que la modification de l’épaisseur de l’aimant hélicoïdal peut entraîner la rotation de plusieurs paires de parois de domaine dans des directions opposées, appelée contre-déviation. De plus, les chercheurs ont découvert que les parois de domaine avec des courbures opposées se déplaceraient l’une vers l’autre et se termineraient lorsqu’elles seraient exposées à un champ magnétique externe. Les résultats peuvent éclairer les recherches futures sur le contrôle des propriétés magnétiques pour les applications technologiques.