Os cones representam a magnetização das nanopartículas. Na ausência de campo elétrico (estado livre de tensão), o tamanho e a separação entre as partículas levam a uma orientação aleatória de sua magnetização, conhecido como superparamagnetismo Crédito:HZB
A comutação de domínios magnéticos na memória magnética normalmente requer campos magnéticos gerados por correntes elétricas, portanto, requer grandes quantidades de energia elétrica. Agora, times da França, A Espanha e a Alemanha demonstraram a viabilidade de outra abordagem em nanoescala:"Podemos induzir ordem magnética em uma pequena região de nossa amostra empregando um pequeno campo elétrico em vez de usar campos magnéticos, “Dr. Sergio Valencia, HZB, diz.
As amostras consistem em um filme fino de ferro policristalino em forma de cunha depositado no topo de um BaTiO 3 substrato. BaTiO 3 é um conhecido material ferroelétrico e ferroelástico:um campo elétrico é capaz de distorcer o BaTiO 3 reticular e induzir deformação mecânica. A análise por microscopia eletrônica revelou que o filme de ferro consiste em minúsculos nanograins (diâmetro 2, 5 nm). Em sua extremidade estreita, o filme de ferro tem menos de 0,5 nm de espessura, permitindo a baixa dimensionalidade dos nanograins. Dado seu pequeno tamanho, os momentos magnéticos dos nanograins de ferro estão desordenados uns em relação aos outros, este estado é conhecido como superparamagnetismo.
No X-PEEM-Beamline em BESSY II, os cientistas analisaram o que acontece com a ordem magnética desses nanograins sob um pequeno campo elétrico. "Com o X-PEEM, podemos mapear a ordem magnética dos grãos de ferro em um nível microscópico e observar como sua orientação muda durante a aplicação de um campo elétrico no local, "diz a Dra. Ashima Arora, que fez a maioria dos experimentos durante seu doutorado. tese. Seus resultados mostram que o campo elétrico induziu uma deformação no BaTiO. 3 , e esta cepa foi transmitida aos nanograins de ferro em cima dela. Então, regiões anteriormente superparamagnéticas da amostra mudaram para um novo estado. Neste novo estado, os momentos magnéticos dos grãos de ferro estão todos alinhados ao longo da mesma direção, ou seja, um coletivo, ordem ferromagnética de longo alcance conhecida como superferromagnetismo.
Quando um campo elétrico é aplicado, a cepa induzida no substrato BaTiO3 é transferida para as nanopartículas forçando seu realinhamento ao longo de uma direção comum, conhecido como superferromagnetismo. Crédito:HZB
Os experimentos foram realizados a uma temperatura ligeiramente acima da temperatura ambiente. "Isso nos permite esperar que o fenômeno possa ser usado para o projeto de novos materiais compósitos (consistindo em nanopartículas ferroelétricas e magnéticas) para armazenamento baseado em spin de baixa potência e arquiteturas lógicas operando em condições ambientais, "Valencia diz.
O controle de bits magnéticos em nanoescala em dispositivos de memória de acesso aleatório magnético apenas por deformação induzida por campo elétrico é conhecido como straintronics. Pode oferecer um novo, escalável, alternativa rápida e eficiente em termos energéticos às memórias magnéticas dos dias de hoje.
