Nieuwe opslag- en informatietechnologie vereist nieuwe, hoogwaardigere materialen. Een van deze materialen is yttrium-ijzer-granaat, die speciale magnetische eigenschappen heeft. Dankzij een nieuw proces het kan nu worden overgebracht naar elk materiaal. Ontwikkeld door natuurkundigen van de Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU), de methode zou de productie van kleinere, snellere en energiezuinigere componenten voor dataopslag en informatieverwerking. De natuurkundigen hebben hun resultaten gepubliceerd in het tijdschrift Technische Natuurkunde Brieven .

Magnetische materialen spelen een grote rol bij de ontwikkeling van nieuwe opslag- en informatietechnologieën. Magnonics is een opkomend onderzoeksgebied dat spingolven in kristallijne lagen bestudeert. Spin is een soort intrinsiek impulsmoment van een deeltje dat een magnetisch moment genereert. De afbuiging van de spin kan golven in een vast lichaam voortplanten. "In magnonische componenten, elektronen zouden niet hoeven te bewegen om informatie te verwerken, wat betekent dat ze veel minder energie zouden verbruiken, ", legt professor Georg Schmidt van het Institute of Physics van MLU uit. Dit zou ze ook kleiner en sneller maken dan eerdere technologieën.

Maar tot nu toe, het is zeer kostbaar geweest om de hiervoor benodigde materialen te produceren. Yttrium ijzer granaat (YIG) wordt vaak gebruikt omdat het de juiste magnetische eigenschappen heeft. "Het probleem tot nu toe was dat de zeer dunne, hoogwaardige lagen die nodig zijn, kunnen alleen op een specifieke ondergrond worden geproduceerd en kunnen niet worden losgemaakt, " legt Schmidt uit. Het substraat zelf heeft ongunstige elektromagnetische eigenschappen.

De natuurkundigen hebben dit probleem nu opgelost door het materiaal brugachtige structuren te laten vormen. Hierdoor kan het op de ideale ondergrond worden geproduceerd en later worden verwijderd. "Vervolgens, in theorie, deze kleine bloedplaatjes kunnen aan elk materiaal worden geplakt, ", zegt Schmidt. De methode is ontwikkeld in zijn laboratorium en is gebaseerd op een productieproces dat bij kamertemperatuur kan worden uitgevoerd. In het huidige onderzoek de wetenschappers lijmden de bloedplaatjes, die slechts een paar vierkante micrometer groot zijn, op saffier en vervolgens hun eigenschappen gemeten. "Ook bij lage temperaturen hebben we goede resultaten behaald, ", zegt Schmidt. Dit is nodig voor veel hoogfrequente experimenten die worden uitgevoerd in kwantummagnonics.

"De yttrium-ijzer-granaatplaatjes kunnen ook op silicium worden gelijmd, bijvoorbeeld, ", zegt Schmidt. Deze halfgeleider wordt heel veel gebruikt in de elektronica. andere dunne-film microstructuren van elke vorm kunnen worden geproduceerd uit YIG. Volgens Schmidt, dit is vooral spannend voor hybride componenten waarin spingolven worden gekoppeld aan elektrische golven of mechanische trillingen.