Spintronica is een opkomende technologie voor het vervaardigen van elektronische apparaten die profiteren van elektronenspin en de bijbehorende magnetische eigenschappen, in plaats van de elektrische lading van een elektron te gebruiken, informatie te dragen. Antiferromagnetische materialen trekken de aandacht in spintronica, met de verwachting van spin-operaties met een hogere stabiliteit. In tegenstelling tot ferromagnetische materialen, waarin atomen in dezelfde richting uitlijnen zoals in de typische koelkastmagneten, magnetische atomen in antiferromagneten hebben antiparallelle spin-uitlijningen die de netto magnetisatie opheffen.

Wetenschappers hebben gewerkt aan het regelen van de uitlijning van magnetische atomen in antiferromagnetische materialen om magnetische schakelaars te creëren. conventioneel, dit is gedaan met behulp van een 'field-cooling'-procedure, die een magnetisch systeem met een antiferromagneet verwarmt en vervolgens koelt, tijdens het aanleggen van een extern magnetisch veld. Echter, dit proces is inefficiënt voor gebruik in veel micro- of nanogestructureerde spintronica-apparaten omdat de ruimtelijke resolutie van het proces zelf niet hoog genoeg is om te worden toegepast in apparaten op micro- of nanoschaal.

"We ontdekten dat we de antiferromagnetische toestand kunnen beheersen door gelijktijdig mechanische trillingen en een magnetisch veld toe te passen, ", zegt Jung-Il Hong van DGIST's Spin Nanotech Laboratory. "Het proces kan de conventionele benadering van verwarming en koeling vervangen, wat zowel onhandig als schadelijk is voor het magnetische materiaal. We hopen dat onze nieuwe procedure de integratie van antiferromagnetische materialen in op spintronica gebaseerde micro- en nano-apparaten zal vergemakkelijken."

Hong en zijn collega's combineerden twee lagen:een kobalt-ijzer-boor ferromagnetische film bovenop een iridium-mangaan antiferromagnetische film. De lagen werden gekweekt op piëzo-elektrische keramische substraten. Door de gecombineerde toepassing van mechanische trillingen en een magnetisch veld konden de wetenschappers de uitlijning van magnetische spins herhaaldelijk in elke gewenste richting regelen.

Het team wil doorgaan met het zoeken naar en ontwikkelen van nieuwe magnetische fasen die verder gaan dan conventioneel geclassificeerde magnetische materialen. "Historisch, ontdekking van nieuwe materialen heeft geleid tot de ontwikkeling van nieuwe technologieën, ", zegt Hong. "We willen dat ons onderzoekswerk een kiem vormt voor nieuwe technologieën."