In tegenstelling tot de magnetische materialen die worden gebruikt om een ​​typisch geheugenapparaat te maken, antiferromagneten blijven niet aan je koelkast plakken. Dat komt omdat de magnetische spins in antiferromagneten tegengesteld zijn uitgelijnd en elkaar opheffen.

Wetenschappers hebben lang getheoretiseerd dat antiferromagneten potentieel hebben als materialen voor ultrasnelle stabiele herinneringen. Maar niemand kon erachter komen hoe ze hun magnetisatie konden manipuleren om informatie in een geheugenapparaat te lezen en te schrijven.

Nutsvoorzieningen, een team van onderzoekers van Berkeley Lab en UC Berkeley, werkzaam in het Center for Novel Pathways to Quantum Coherence in Materials, een Energy Frontier Research Center gefinancierd door het Amerikaanse ministerie van Energie, hebben een antiferromagnetische schakelaar ontwikkeld voor computergeheugen en verwerkingstoepassingen. Hun bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Natuurmaterialen , gevolgen hebben voor het verder miniaturiseren van computerapparatuur en persoonlijke elektronica zonder prestatieverlies.

Met behulp van een gefocusseerd ionenstraalinstrument in de Molecular Foundry van Berkeley Lab, de wetenschappers - onder leiding van James Analytis, een faculteitswetenschapper in de Materials Sciences Division van Berkeley Lab en universitair hoofddocent en Kittel Chair of Condensed Matter Physics aan UC Berkeley - heeft het apparaat gefabriceerd van atomair dunne vellen niobiumdisulfide, een overgangsmetaal dichalcogenide (TMD). Om een ​​antiferromagnetische TMD te vormen, ze synthetiseerden lagen ijzeratomen tussen elk niobiumdisulfideblad.

Studie co-auteurs Nityan Nair en Eran Maniv ontdekten dat het toepassen van kleine pulsen van elektrische stroom de spins van de antiferromagneet roteert, die op zijn beurt de weerstand van het materiaal van hoog naar laag schakelt.

Tot hun verbazing, ze ontdekten ook dat "deze magnetische spins kunnen worden omgedraaid of gemanipuleerd met kleine aangelegde stromen, ongeveer 100 keer kleiner dan die gebruikt in andere materialen met een vergelijkbare respons, ' zei Analytis.

De onderzoekers zijn vervolgens van plan om verschillende antiferromagnetische TMD's te testen in de hoop een systeem te identificeren dat werkt bij kamertemperatuur en zo het gebied van op spin gebaseerde elektronica of spintronica verder te ontwikkelen. waar informatie wordt getransporteerd door de magnetische spin van de elektronen.