Een studie onder leiding van de Twin Cities-onderzoekers van de University of Minnesota onthulde een eigenschap van magnetische materialen waarmee ingenieurs in de toekomst efficiëntere spintronische apparaten kunnen ontwikkelen. Spintronica richt zich op het gebruik van de magnetische "spin" -eigenschap van elektronen in plaats van hun lading, die de snelheid en efficiëntie verbetert van apparaten die worden gebruikt voor computergebruik en gegevensopslag.

Het onderzoek is gepubliceerd in Fysieke beoordeling B , een peer-reviewed wetenschappelijk tijdschrift gepubliceerd door de American Physical Society.

Een van de belangrijkste obstakels bij de ontwikkeling van betere spintronische apparaten is een effect dat "demping, " waarin de magnetische energie in wezen uit de materialen lekt, waardoor ze minder efficiënt zijn. traditioneel, wetenschappers hebben deze eigenschap toegeschreven aan de interactie tussen de spin van het elektron en zijn beweging. Echter, het door de Universiteit van Minnesota geleide team heeft bewezen dat er nog een andere factor is:magneto-elastische koppeling, dat is de interactie tussen elektronenspin, of magnetisme, en geluidsdeeltjes.

"Ons werk zegt niet dat [de oorspronkelijke theorie] verkeerd is, het zegt alleen dat dat maar een deel van het verhaal is, " legde Bill Peria uit, hoofdauteur van de studie en een Ph.D. student aan de School of Physics and Astronomy van de University of Minnesota. "We hebben kunnen laten zien dat in deze magnetische materialen, dat gedrag zien we wel, maar het is eigenlijk maar een relatief kleine fractie van de gehele demping. Er is ook een ander mechanisme waarmee het magnetisme kan worden gedempt, dat gewoonlijk niet wordt overwogen."

De onderzoekers gebruikten een techniek genaamd ferromagnetische resonantie, die meet hoeveel magnetische energie wordt vrijgegeven of gelekt. Om het fenomeen te begrijpen, ze moesten deze techniek bij meerdere temperaturen uitvoeren, variërend van kamertemperatuur tot 5 Kelvin, slechts vijf graden boven het absolute nulpunt en het equivalent van ongeveer -450 graden Fahrenheit.

De bevindingen van het onderzoek geven een meer holistisch beeld van de oorzaak van demping. Hierdoor kunnen ingenieurs magnetische materialen met 'ultralow' demping ontwikkelen die energiezuiniger zijn, uiteindelijk leiden tot computers van de toekomst van hogere kwaliteit.

"We geven om lage demping omdat we, samen met onze medewerkers, proberen apparaten te maken waarin magnetische excitaties zich over lange afstanden kunnen voortplanten, " zei Paul Crowell, senior auteur van de paper en een professor aan de University's School of Physics and Astronomy. "We proberen de 'draden' te bouwen waarin magnetische signalen zich over een chip kunnen voortplanten zonder hun kracht te verliezen."