Een nieuwe route om de bewegingen van de magnetische domeinwand af te stemmen en te controleren door gebruik te maken van combinaties van nuttige magnetische effecten in zeer dunne filmmaterialen, is aangetoond door onderzoekers van het Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) in Korea. Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Vooruitgang in de wetenschap , biedt nieuwe inzichten in spintronica en een stap naar nieuwe ultrasnelle, ultraklein, en energiezuinige IT-apparaten.

Spintronica is een tak van elektronica die de richting van de spin van een elektron gebruikt in plaats van zijn elektrische lading. Het combineren van spin met de lading van elektronen - al gebruikt in conventionele elektronische systemen - biedt krachtigere en diversere manieren om gegevens te coderen en te decoderen. Onderzoekers denken dat spintronica kan worden gebruikt om bijvoorbeeld zogenaamd 'racetrack-geheugen' te ontwikkelen, waarbij de opgeslagen informatie met hoge snelheid langs een dunne draad wordt geduwd.

De nieuwe studie demonstreert een nieuwe manier om de informatieverwerking aan te pakken met behulp van de beweging van de magnetische toestand van het dunne-filmapparaat. Het maakt gebruik van enkele ongebruikelijke effecten die optreden wanneer materialen met contrasterende soorten magnetisch materiaal tegen elkaar worden gedrukt.

Het onderzoek richt zich op een apparaat dat zogenaamde ferromagnetische en antiferromagnetische materialen combineert, waarin de richtingen van elektronenspins anders uitlijnen binnen de respectieve magnetische materialen.

Veel onderzoek in spintronica richt zich op het smalle gebied waar twee van dergelijke contrasterende magnetische materialen elkaar ontmoeten, en hoe deze 'domein' en 'domeinmuur' zich kunnen voortplanten. Een externe elektrische stroom, bijvoorbeeld, kan het magnetische domein verschuiven, hoewel dit proces moeilijk te controleren is en nog niet precies genoeg beweging biedt die wetenschappers zoeken.

Jung-Il Hong van de afdeling Emerging Materials Science bij DGIST, en zijn collega's profiteren van een ander 'effectief' magnetisch veld dat al in het systeem aanwezig was en de DMI- en uitwisselingsbiaseffecten combineert. Spins staan ​​op verschillende manieren opgesteld als reactie op het magnetische veld en elektrische stromen in de magnetische structuur, en het gedrag van magnetische domeinen zou ook kunnen worden gecontroleerd vanwege die gecombineerde magnetische effecten.

Ze tonen ook aan dat de richting van het uitwisselingsvoorspanningsveld opnieuw kan worden geconfigureerd door eenvoudig spinstromen door het apparaat te injecteren, elektrische en programmeerbare bediening van het apparaat mogelijk maken.

Hong zegt dat "om spintronica-apparaten van theorie naar realiteit te laten gaan, het gedrag van magnetische domeinen en de domeinwandinterfaces die ze scheiden, moeten goed worden begrepen in meerlagige materialen. Ons werk zet een stap in de richting van een fijnere operatie van domeinmanipulatie in de apparaatstructuur waarvan we denken dat deze gemakkelijk kan worden geïntegreerd in logische apparaten."