(PhysOrg.com) -- Een team van onderzoekers van het NIST Center for Nanoscale Science and Technology, de Universiteit van Münster, en West Virginia University hebben de beheersing van magnetische thermische fluctuaties aangetoond met behulp van stroom.

Het werk, gemeld in het nummer van 2 september van Fysieke beoordelingsbrieven , vertegenwoordigt een belangrijke stap in de richting van het manipuleren van de ruiseigenschappen van magnetische nanosensoren en geheugenapparaten.

De magnetische fluctuaties van een schijf met een diameter van 2 µm van een Ni-Fe-legering (permalloy) werden gemeten met behulp van microfocus Brillouin-lichtverstrooiing terwijl een stroom door een ondersteunende Pt-strip ging. De stroom wekte een spinstroom op, die via het achteroppervlak in de permalloy-schijf werd geïnjecteerd. Terwijl elektronen langs de Pt-strook stromen, ze verspreiden zich anders, afhankelijk van de spin van elk elektron:die met "up" spin verstrooien enigszins naar het bovenoppervlak, terwijl die met "down" spin zich iets naar het bodemoppervlak verspreiden. Dit "spin Hall-effect" drijft een spinstroom aan, maar geen laadstroom, in de bodem van de magnetische schijf.

De metingen tonen aan dat de thermische fluctuaties van de magnetisatie van de schijf worden onderdrukt als de geïnjecteerde spins parallel zijn aan de spins van de magneet, en dat de fluctuaties sterk worden versterkt als de geïnjecteerde spins en de spins van de magneet antiparallel zijn. Door de stroom langs de Pt-strip te veranderen, de fluctuaties werden controleerbaar verminderd tot 0,5 keer of versterkt tot 25 keer hun thermische niveau. De gemeten populatie van magnetische excitaties van de schijf verschilt van een thermische verdeling, waaruit blijkt dat het effect niet alleen koelen of verwarmen is.

Deze intrigerende resultaten geven inzicht in de complexiteit van spinstroomfenomenen en suggereren een route voor het beheersbaar manipuleren van fluctuaties in toekomstige magnetische nanodevices.