Magneten zijn niet overal even gemagnetiseerd, maar automatisch opgesplitst in kleinere gebieden, zogenaamde magnetische domeinen. Vooral de wanden tussen de domeinen zijn van belang:zij bepalen de magnetische eigenschappen van het materiaal. Een onderzoeksteam van materiaalwetenschappers van Kiel University werkt aan het kunstmatig creëren van domeinwanden om het gedrag van magneten op nanometerschaal gecontroleerd te kunnen wijzigen. Op de lange termijn, deze methode kan ook worden gebruikt voor snelle en energiezuinige gegevensoverdracht. De onderzoeksresultaten zijn onlangs gepubliceerd in het gerenommeerde tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

Het splitsen van een magnetisch materiaal in kleine domeinen heeft aanzienlijke energievoordelen. Maar de focus van het onderzoeksteam van Kiel University ligt op de muren die de domeinen van elkaar scheiden. "De positie en de dichtheid van deze wanden bepalen de kenmerken van de gehele magnetische laag, " zei Jeffrey McCord, Hoogleraar magnetische materialen op nanoschaal, met een focus op magnetische domeinen. "Het specifiek kunnen instellen van de posities van domeinmuren, daarom, heeft een grote impact – maar het is niet zo eenvoudig om te doen, ', zei de leider van het onderzoeksteam.

Om de domeinen en domeinmuren precies te positioneren, het onderzoeksteam gebruikte een speciale methode:de wetenschappers bestraalden magnetische meerlaagse films met ionen. Domein muur structuren, die normaal willekeurig worden gerangschikt, kan daardoor naar wens in het magnetische materiaal worden "gedrukt". "Op deze manier, magnetische eigenschappen kunnen specifiek worden gewijzigd, en ook op reproduceerbare basis. Zo kunnen we zelf de positie van de domeinmuren bepalen en onze eigen domeinmuurroosters bouwen uit miljoenen 50 nanometer brede muren. Hierdoor kunnen we magnetische materialen maken die een heel ander gedrag vertonen dan externe magnetische velden, zei een opgetogen McCord.

"We waren verbaasd over hoe goed spingolven zich verspreiden in de domeinmuren en door hen worden geleid, benadrukt McCord. Electron spins zijn ook geschikt voor het verwerken en coderen van informatie. daarom, de ontdekkingen van de Kiel-wetenschappers kunnen interessant zijn voor gegevensoverdracht die niet via elektronen plaatsvindt, maar via magnons - d.w.z. magnetische informatieoverdracht. "Met kunstmatig gecreëerde domeinmuurstructuren, we kunnen datastromen sneller en met minder energie sturen, ", aldus McCord. Andere toepassingsgebieden zijn onder meer zeer gevoelige magnetische sensoren.