De eigenschappen van gesynthetiseerde magneten kunnen worden veranderd en gecontroleerd door laadstromen, zoals gesuggereerd door een onderzoek en simulaties uitgevoerd door natuurkundigen van de Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) en de Central South University in China. In het journaal Natuurcommunicatie , het team rapporteert hoe magneten en magnetische signalen effectiever kunnen worden gekoppeld en gestuurd door elektrische velden. Dit kan leiden tot nieuwe, milieuvriendelijke concepten voor efficiënte communicatie en gegevensverwerking.

Magneten worden gebruikt om grote hoeveelheden gegevens op te slaan. Ze kunnen ook worden gebruikt bij het verzenden en verwerken van signalen, bijvoorbeeld in spintronic-apparaten. Externe magnetische velden worden gebruikt om de gegevens of de signalen te wijzigen. Dit heeft weinig nadelen. "Het genereren van magnetische velden, bijvoorbeeld met behulp van een stroomvoerende spoel, kost veel energie en is relatief traag, ", zegt professor Jamal Berakdar van het Institute for Physics aan de MLU. Elektrische velden kunnen helpen. "Echter, magneten reageren zeer zwak - of helemaal niet - op elektrische velden, daarom is het zo moeilijk om magnetisch gebaseerde gegevens te controleren met behulp van elektrische spanning, " vervolgt de onderzoeker. Daarom, het team uit Duitsland en China zocht naar een nieuwe manier om de reactie van magnetisme op elektrische velden te verbeteren.

"We wilden weten of gestapelde magnetische lagen fundamenteel anders reageerden op elektrische velden, " legt Berakdar uit. Het idee:de lagen zouden kunnen dienen als datakanalen voor magnetisch gebaseerde signalen. Als een metalen laag, bijvoorbeeld platina, wordt ingevoegd tussen twee magnetische lagen, de stroom die erin vloeit verzwakt het magnetische signaal in de ene laag, maar versterkt het in de andere. Door gedetailleerde analyses en simulaties, het team kon aantonen dat dit mechanisme nauwkeurig kan worden gecontroleerd door de spanning af te stemmen. Dit drijft de stroom aan en zorgt voor een nauwkeurige en efficiënte elektrische controle van de magnetische signalen. In aanvulling, het kan op nanoschaal worden geïmplementeerd, waardoor het interessant is voor nano-elektronische toepassingen.

De onderzoekers gingen nog een stap verder in hun werk. Ze konden aantonen dat de nieuw ontworpen structuur ook sterker reageert op licht of, algemener, aan elektromagnetische golven. Dit is belangrijk als elektromagnetische golven door magnetische lagen moeten worden geleid of als deze golven moeten worden gebruikt om magnetische signalen te sturen. "Een ander kenmerk van ons nieuwe concept is dat dit mechanisme werkt voor veel materiaalklassen, zoals simulaties onder realistische omstandigheden laten zien, ", zegt Berakdar. De bevindingen kunnen dus helpen bij het ontwikkelen van energiebesparende en efficiënte oplossingen voor gegevensoverdracht en -verwerking.