Com a estrutura PMN-PZT / Ta (4 nm) / Pt (3 nm) / IrMn (15 nm) / CoFeB (5 nm) / Ta (4 nm), (a) a tendência de troca pode ser definida reversivelmente ao longo de duas direções opostas após aplicar ac E com direções opostas de Hext de 5000 Oe, (b) A reversão sucessiva e estável de HE foi demonstrada. (c) Ilustração para realinhamento de eixos de rotação AFM em direção diferente pelo procedimento de vibração de campo. (d) Curva HE-φ, e (e) gráfico polar HE-φ antes e depois de redefinir a anisotropia de troca unidirecional em várias direções usando o procedimento de vibração de campo. Crédito: Acta Materialia
Spintrônica é uma tecnologia emergente para a fabricação de dispositivos eletrônicos que aproveitam a rotação do elétron e suas propriedades magnéticas associadas, em vez de usar a carga elétrica de um elétron, para transportar informações. Materiais antiferromagnéticos estão atraindo atenção na spintrônica, com a expectativa de operações de centrifugação com maior estabilidade. Ao contrário dos materiais ferromagnéticos, em que os átomos se alinham ao longo da mesma direção, como nos ímãs de geladeira típicos, átomos magnéticos dentro de antiferromagnetos têm alinhamentos de spin antiparalelos que cancelam a magnetização líquida.
Os cientistas trabalharam no controle do alinhamento de átomos magnéticos em materiais antiferromagnéticos para criar interruptores magnéticos. Convencionalmente, isso foi feito usando um procedimento de 'resfriamento de campo', que aquece e, em seguida, resfria um sistema magnético contendo um antiferroímã, ao aplicar um campo magnético externo. Contudo, este processo é ineficiente para uso em muitos dispositivos spintrônicos micro ou nanoestruturados porque a resolução espacial do próprio processo não é alta o suficiente para ser aplicada em dispositivos em escala micro ou nano.
"Descobrimos que podemos controlar o estado antiferromagnético aplicando simultaneamente vibração mecânica e um campo magnético, "diz Jung-Il Hong do Laboratório Spin Nanotech da DGIST." O processo pode substituir a abordagem convencional de aquecimento e resfriamento, o que é inconveniente e prejudicial ao material magnético. Esperamos que nosso novo procedimento facilite a integração de materiais antiferromagnéticos em micro e nano dispositivos baseados em spintrônica. "
Hong e seus colegas combinaram duas camadas:um filme ferromagnético de cobalto-ferro-boro sobre um filme antiferromagnético de irídio-manganês. As camadas foram cultivadas em substratos cerâmicos piezoelétricos. A aplicação combinada de vibração mecânica e um campo magnético permitiu aos cientistas controlar os alinhamentos dos spins magnéticos repetidamente ao longo de qualquer direção desejada.
A equipe tem como objetivo continuar a busca e o desenvolvimento de novas fases magnéticas além dos materiais magnéticos convencionalmente classificados. "Historicamente, a descoberta de novos materiais levou ao desenvolvimento de novas tecnologias, "diz Hong." Queremos que nosso trabalho de pesquisa seja uma semente para novas tecnologias. "
