Японські фізики знайшли перспективний спосіб оборотного перетворення парамагнітного напівпровідникового матеріалу в феромагнітний.

Феромагнетизм, нагадаємо, передбачає мимовільне упорядкування спінів електронів, яке спостерігається в певному інтервалі температур в металах на зразок заліза і кобальту. Парамагнетики, навпаки, проявляють себе як немагнітні матеріали, поки їх не поміщають у зовнішнє поле, компенсаційна спини. Кремній, найбільш поширений з напівпровідників, відноситься саме до парамагнетиками.

Автори взяли інший напівпровідниковий матеріал, діоксид титану, і додали до нього кобальт, отримавши з'єднання Ti0, 90Co0, 10O2. У звичайних умовах спини електронів у кожному іоні кобальту вирівнюються, але іони орієнтуються хаотично, чого і слід було очікувати від парамагнетика. У проведеному експерименті японцями на зразок подавалося напруга, в його обсяг потрапляли «додаткові» електрони, які, так би мовити, переносили інформацію про направлення спінів від одного іона до іншого, і матеріал ставав феромагнетиком.

Звичайний діоксид титану (ілюстрація Eye of Science / Science Photo Library).

Новаторським цей досвід не назвеш, оскільки можливість такої зміни магнітних властивостей напівпровідникового матеріалу була продемонстрована ще в 2000 році. Цікавою нову роботу роблять особливості експериментальної методики: якщо одинадцять років тому перехід між магнітними станами відбувався при температурі в 25 К і напрузі в 125 В, то зараз температура відповідала кімнатної, а прикладається різниця потенціалів дорівнювала 4 В.

На думку авторів, виявлений ними зручний спосіб керування магнітними властивостями повинен сприяти розвитку магніторезистивної оперативної пам'яті. Елементи такої пам'яті формуються з двох феромагнітних шарів, розділених тонким шаром діелектрика, причому електричний опір осередку змінюється в залежності від орієнтації намагніченості в шарах. Зазвичай однакову орієнтацію, відповідну меншому опору, інтерпретують як «0», а стан з більш високим опором – як «1».

Для запису інформації в комірку доводиться використовувати комбінацію магнітного поля та струму. Якщо спини можна буде «перевертати», подаючи напругу, магніторезистивної оперативна пам'ять стане набагато привабливішою розробкою.

За матеріалами: Physicsworld.Com

Tweet