Onderzoekers van de Universiteit van Mainz hebben aangetoond dat informatie kan worden opgeslagen in antiferromagnetische materialen en om de efficiëntie van de schrijfbewerking te meten

Mensen slaan steeds meer informatie op, terwijl eindapparaten steeds kleiner zijn geworden. Echter, dankzij voortdurende technologische verbetering, conventionele elektronica op basis van silicium heeft fysieke grenzen bereikt, zoals bitgrootte of het aantal elektronen dat nodig is om informatie op te slaan. Spintronica, en antiferromagnetische materialen in het bijzonder, biedt een alternatief. In spintronica, informatie wordt niet alleen opgeslagen in de lading van elektronen, maar in hun spin en bijbehorend magnetisch moment. Op deze manier, twee keer zoveel informatie kan worden opgeslagen in dezelfde hoeveelheid ruimte. Tot dusver, echter, het is controversieel of het zelfs mogelijk is om informatie elektrisch op te slaan in antiferromagnetische materialen.

Onderzoekers aan de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz (JGU), in samenwerking met Tohoku University in Sendai in Japan, hebben nu bewezen dat het werkt:Dr. Lorenzo Baldrati, Marie Sklowdoska-Curie Fellow in de groep van professor Mathias Kläui bij JGU, zegt, "We waren niet alleen in staat om aan te tonen dat informatieopslag in antiferromagnetische materialen fundamenteel mogelijk is, maar ook om te meten hoe efficiënt informatie elektrisch kan worden geschreven in isolerende antiferromagnetische materialen."

Voor hun metingen, de onderzoekers gebruikten de antiferromagnetische isolator kobaltoxide CoO, een modelmateriaal dat de weg vrijmaakt voor toekomstige spintronica-toepassingen. Het resultaat:stromen zijn veel efficiënter dan magnetische velden om antiferromagnetische materialen te manipuleren. Deze ontdekking opent de weg naar toepassingen variërend van smartcards die niet kunnen worden gewist door externe magnetische velden tot ultrasnelle computers - dankzij de superieure eigenschappen van antiferromagneten ten opzichte van ferromagneten. Het onderzoekspaper is onlangs gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven . In verdere stappen, de onderzoekers van JGU willen onderzoeken hoe snel informatie kan worden opgeslagen en hoe compact de informatie kan zijn.

"Onze jarenlange samenwerking met de toonaangevende universiteit op het gebied van spintronica, Tohoku-universiteit, heeft weer een spannend werkstuk opgeleverd, ", zegt professor Mathias Kläui. "Met de steun van de Duitse wisseldienst, de Graduate School of Excellence Materials Science in Mainz, en de Duitse Onderzoeksstichting, we begonnen een levendige uitwisseling tussen Mainz en Sendai, werken met theoriegroepen in de voorhoede van dit onderwerp. We hebben mogelijkheden voor eerste gezamenlijke graden tussen onze universiteiten, dat wordt opgemerkt door studenten. Dit is een volgende stap in de vorming van een internationaal team van uitmuntendheid op het ontluikende gebied van antiferromagnetische spintronica."