Vooruitgang in de technologie van materiaalgroei maakt het mogelijk om sandwiches van materialen te fabriceren met atomaire precisie. De interface tussen de twee materialen kan soms fysieke verschijnselen vertonen die niet in beide moedermaterialen voorkomen. Bijvoorbeeld, een magnetische interface tussen twee niet-magnetische materialen. Een nieuwe ontdekking, vandaag gepubliceerd in Natuurfysica , toont een nieuwe manier om dit opkomende magnetisme te beheersen, wat de basis kan vormen voor nieuwe soorten magnetische elektronische apparaten.

Met behulp van zeer gevoelige magnetische sondes, een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Prof. Beena Kalisky, van de afdeling Natuurkunde van de Bar-Ilan Universiteit en het Instituut voor Nanotechnologie en Geavanceerde Materialen (BINA), heeft verrassend bewijs gevonden dat magnetisme dat ontstaat op de grensvlakken tussen dunne lagen van niet-magnetisch oxide gemakkelijk kan worden afgesteld door het uitoefenen van kleine mechanische krachten. Het team omvat ook Prof. Lior Klein, van Bar-Ilan's Department of Physics en BINA, en onderzoekers van DTU (Denemarken) en Stanford University (VS).

Magnetisme speelt al een centrale rol bij het opslaan van de toenemende hoeveelheid gegevens die door de mensheid worden geproduceerd. Veel van onze gegevensopslag is tegenwoordig gebaseerd op kleine magneten die in onze geheugenschijf zijn gepropt. Een van de veelbelovende middelen in de race om het geheugen te verbeteren, qua hoeveelheid en snelheid, is het gebruik van kleinere magneten. Tot op heden kan de grootte van geheugencellen zo klein zijn als enkele tientallen nanometers - bijna een miljoenste van de breedte van een haarlok! Verdere verkleining is een uitdaging in drie belangrijke opzichten:de stabiliteit van de magnetische cel, het vermogen om het te lezen, en het vermogen om erin te schrijven zonder de aangrenzende cellen te beïnvloeden. Deze recente ontdekking biedt een nieuw en onverwacht handvat om magnetisme te beheersen, waardoor een dichter magnetisch geheugen mogelijk wordt.

Deze oxide-interfaces combineren een aantal interessante fysische fenomenen, zoals tweedimensionale geleiding en supergeleiding. "Het naast elkaar bestaan ​​van fysieke verschijnselen is fascinerend omdat ze niet altijd hand in hand gaan. Magnetisme en supergeleiding, bijvoorbeeld, zullen naar verwachting niet naast elkaar bestaan, "zegt Kalisky. "Het magnetisme dat we zagen, strekte zich niet uit door het materiaal, maar verscheen in goed gedefinieerde gebieden die gedomineerd werden door de structuur van de materialen. Verrassend genoeg, we ontdekten dat de sterkte van magnetisme kan worden gecontroleerd door druk uit te oefenen op het materiaal".

Het naast elkaar bestaan ​​van magnetisme en geleidbaarheid heeft een groot technologisch potentieel. Bijvoorbeeld, magnetische velden kunnen de stroom in bepaalde materialen beïnvloeden en, door magnetisme te manipuleren, we kunnen het elektrische gedrag van elektronische apparaten controleren. Een heel vakgebied genaamd Spintronics is aan dit onderwerp gewijd. De ontdekking dat kleine mechanische druk het opkomende magnetisme op de bestudeerde interfaces effectief kan afstemmen, opent nieuwe en onverwachte routes voor het ontwikkelen van nieuwe op oxide gebaseerde spintronische apparaten.