Magnetische materialen zijn alomtegenwoordig in de moderne samenleving, aanwezig in bijna alle technologische apparaten die we elke dag gebruiken. Vooral, persoonlijke elektronica zoals smartphones/horloges, tabletten, en desktopcomputers vertrouwen allemaal op magnetisch materiaal om informatie op te slaan. Informatie op moderne apparaten wordt opgeslagen in lange ketens van enen en nullen, in het binaire getalsysteem dat wordt gebruikt als de taal van computers.

"Als je je een staafmagneet voorstelt, hetzelfde waarmee velen van ons als kind speelden (en misschien nog steeds doen), je herinnert je misschien dat ze waren gelabeld met een "noordkant" en een "zuidkant" (of aan elk uiteinde twee verschillende kleuren hadden). Als twee magneten naast elkaar worden gebracht, dezelfde partijen zouden afstoten, en de tegenovergestelde kanten zouden elkaar aantrekken - twee verschillende helften die gemakkelijk kunnen worden geïdentificeerd. Op deze manier, een "1" en een "0" kunnen worden toegewezen aan de oriëntatie van een magneet, zodat een lange ketting van magneten in een computer kan worden gerangschikt om gegevens op te slaan, " legt ICREA-onderzoeker aan de UAB Jordi Sort uit, een van de onderzoekscoördinatoren.

Momenteel, het veranderen van de richting van een magneet (in wezen schrijven of herschrijven van gegevens) in elektronica is gebaseerd op het gebruik van stroom, dezelfde stroom die nodig is om de stopcontacten in uw huis van stroom te voorzien en uw telefoon op te laden. Maar daarin schuilt een probleem:als je stroom door een materiaal laat lopen, het materiaal warmt op. Deze warmte is een vorm van energie die verloren gaat aan het milieu, in wezen verspild. De vraag om meer en meer data op te slaan neemt elk jaar toe, en vereist het maken van steeds kleinere apparaten, wat dit verwarmingseffect exponentieel verergert, met enorme energieverliezen tot gevolg. Het is geen verrassing, dan, dat overheids- en particulier onderzoek zich heeft gericht op het ontwikkelen van nieuwe, energie-efficiënte materialen en technologieën om dit probleem op te lossen.

Een mogelijke oplossing voor dit probleem is het gebruik van magnetische materialen die op spanning kunnen vertrouwen om magnetisch materiaal te heroriënteren, bestudeerd in een onderzoeksgebied dat spanningsgestuurd magnetisme wordt genoemd, het gebruik van spanning in plaats van stroom om de energie die nodig is om de magnetische oriëntatie te veranderen aanzienlijk te verminderen. Er zijn verschillende benaderingen, maar een veelbelovende en populaire onderzoekstak in het veld onderzoekt magneto-ionica, waar niet-magnetische atomen met behulp van spanning in en uit een magnetisch materiaal worden bewogen, en zo de magnetische eigenschappen ervan veranderen.

Een recent gezamenlijk onderzoek tussen de UAB, Georgetown-universiteit, HZDR Dresden, CNM's Madrid en Barcelona, Universiteit van Grenoble, en ICN2, en gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie heeft aangetoond dat het mogelijk is om magnetisme AAN en UIT te schakelen in metalen die stikstof bevatten (dat wil zeggen, om alle magnetische kenmerken van dit materiaal te genereren of te verwijderen) met spanning. Een eenvoudige analogie zou zijn dat we in staat zijn om de kracht waarmee een magneet aantrekt, te vergroten of volledig te verwijderen, bijvoorbeeld, de deur van een koelkast, gewoon door hem op een batterij aan te sluiten en een bepaalde spanningspolariteit toe te passen. In dit project, Van kobaltnitride is aangetoond dat het op zichzelf niet-magnetisch is, maar wanneer stikstof wordt verwijderd met spanning, het vormt een kobaltrijke structuur die magnetisch is (en vice versa). Dit proces blijkt herhaalbaar en duurzaam te zijn, wat suggereert dat een dergelijk systeem een ​​veelbelovend middel is om gegevens op een cyclusbare manier te schrijven en op te slaan. interessant, het is ook aangetoond dat het minder energie vereist en het is sneller dan systemen die alternatieve niet-magnetische atomen gebruiken, zoals zuurstof, het verhogen van de mogelijke energiebesparingen.