Als een groep onbesliste kiezers, bepaalde materialen kunnen door hun buren worden beïnvloed om magnetisch te worden, volgens een nieuwe studie van het Argonne National Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy (DOE).

Een team van Argonne-onderzoekers onder leiding van materiaalwetenschapper Anand Bhattacharya onderzocht de relatie op grensvlakken tussen lagen van niet-magnetisch nikkelgebaseerd nikkelaatmateriaal en een op ferromagnetisch mangaan gebaseerd mangaan. De monsters werden gekweekt met een enkele atomaire laagprecisie met behulp van moleculaire bundelepitaxie in Argonne's Center for Nanoscale Materials, een DOE Office of Science gebruikersfaciliteit, door postdoctoraal onderzoeker en eerste auteur van de studie Jason Hoffman.

De onderzoekers ontdekten dat wanneer elektronen uit het manganiet stroomden in het naburige nikkelaat, het niet-magnetische nikkel werd plotseling magnetisch – maar niet op een typische manier. Hoewel de meeste magnetische materialen "collineair" zijn, wat betekent dat de magnetische oriëntaties van de elektronen in de materialen in dezelfde of tegengestelde richtingen zijn gerangschikt - dat wil zeggen, wat we beschouwen als "noorden" of "zuiden" - dit was niet het geval voor het aangetaste nikkelaat. Terwijl de elektronen in het nikkelaat stroomden, het creëerde een magnetisatie met een draaiend patroon als in een helix.

Hoewel het op zichzelf niet-magnetisch is, het nikkelaat heeft bepaalde neigingen die het een goede kandidaat maken om "bereid te zijn om te worden beïnvloed, ' zei Bhattacharya.

"De maatstaf die wetenschappers gebruiken om te kwantificeren hoeveel een materiaal magnetisch wil zijn, wordt 'magnetische gevoeligheid' genoemd, Bhattacharya legde uit. "Het nikkelaat heeft een heel eigenaardige magnetische gevoeligheid, die binnen het materiaal van atoom tot atoom varieert. Onder invloed van het naburige mangaan, het nikkelaat wordt op een verrassende manier magnetisch, waardoor een niet-uniforme spiraalvormige magnetische structuur ontstaat in het nikkelaat."

Volgens Bhattacharya, magnetische niet-collineariteit is moeilijk op maat te maken in het laboratorium. "Dit niet-collineaire kronkelende magnetisme wordt door slechts een paar soorten materialen aangetoond en is vrij zeldzaam in de natuur, "zei Bhattacharya. "Het is een opwindende eigenschap om in een materiaal te hebben, omdat je denkbaar de verschillende magnetische oriëntaties zou kunnen gebruiken om gegevens in een nieuw soort magnetisch geheugen te coderen, of om nieuwe soorten supergeleidende toestanden te creëren die nuttig kunnen zijn in een kwantumcomputer."