Onderzoekers van de afdeling Solid-State Physics en de Division of Materials Physics van de Universiteit van Uppsala hebben laten zien hoe de collectieve dynamiek in een structuur die bestaat uit op elkaar inwerkende magnetische nano-eilanden kan worden gemanipuleerd. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

Met behulp van moderne nanofabricagemethoden hebben de onderzoekers de natuur nagebootst en een 2D-patroon van kleine stadionvormige magnetische eilandjes gecreëerd. Deze kleine magneten hebben eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van magnetische atomen, thermische schommelingen vertonen. De tijd- en temperatuurafhankelijkheid van de magnetisatie in een collectief van magnetische eilanden is onderzocht, met behulp van een zeer gevoelige custom build magnetometer, ontwikkeld in Uppsala.

"Een van de voordelen van het gebruik van dergelijke magnetische nano-eilanden in plaats van magnetische atomen, als onze belangrijkste bouwstenen is dat de magnetische eigenschappen van de eilanden met precisie kunnen worden afgestemd, iets anders heel moeilijk. Een nauwkeurige controle over uw bouwstenen helpt enorm bij het analyseren van metingen, " legt Vassilios Kapaklis uit, Hoofddocent materiaalfysica aan de Universiteit van Uppsala.

Een collectieve magnetische staat wordt gevormd wanneer deze magnetische eilanden mogen interageren en het is deze staat, die de onderzoekers bestudeerden. Het collectief kan opkomende eigenschappen vertonen die sterk verschillen van die van de afzonderlijke bouwstenen en die kunnen worden gecontroleerd door de geometrische plaatsing van de bouwstenen.

"Uit resultaten blijkt dat magnetometrie kan worden gebruikt om de ontwikkeling van het magnetische collectief in realtime te volgen, terwijl het ook de mogelijkheid biedt om de impact van temperatuur op deze ontwikkeling te bestuderen, " zegt Mikael Andersson, Promovendus in vastestoffysica aan de Universiteit van Uppsala.

Het begrip van collectieve effecten in magnetische nanostructuren is cruciaal voor het realiseren van toepassingen zoals magnetische logische circuits, die het voordeel hebben dat er geen stroom nodig is om een ​​gewenste logische toestand te behouden.