Nanotechnologen van het UT-onderzoeksinstituut MESA+ zijn nu in staat materialen te maken waarin ze de oriëntatie van het magnetisme naar believen kunnen beïnvloeden en nauwkeurig kunnen sturen. Een tussenlaag van slechts 0,4 nanometer dik is de sleutel tot dit succes. De materialen bieden een scala aan interessante mogelijkheden, zoals een nieuwe manier om computergeheugen te creëren en spintronica-toepassingen – een nieuwe vorm van elektronica die werkt op basis van magnetisme in plaats van elektriciteit. Het onderzoek is vandaag gepubliceerd in het toonaangevende wetenschappelijke tijdschrift Natuurmaterialen .

Nanotechnologen van de Universiteit Twente zijn gespecialiseerd in het maken van nieuwe materialen. Dankzij de topfaciliteiten van het MESA+ NanoLab kunnen ze materialen combineren zoals ze willen, met de mogelijkheid om de materiaalsamenstelling tot op atoomniveau te beheersen. Vooral, ze zijn gespecialiseerd in het maken van materialen die zijn samengesteld uit extreem dunne lagen, soms maar één atoom dik.

Computer geheugen

In onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Natuurmaterialen , ze tonen hun vermogen om nieuwe materialen te creëren waarin ze de oriëntatie van het magnetisme nauwkeurig en lokaal kunnen regelen. Dit opent de weg naar nieuwe mogelijkheden om computergeheugen te creëren. Bovendien, deze manier van materiaal maken is interessant voor spintronica, een nieuwe vorm van elektronica die geen gebruik maakt van de beweging van ladingen, maar van de magnetische eigenschappen van een materiaal. Dit maakt de elektronica niet alleen zeer snel en efficiënt, maar maakt het ook mogelijk ze in extreem kleine afmetingen te produceren.

tussenlaag

In de loop van dit onderzoek stapelden de wetenschappers verschillende dunne lagen Perovskiet-materialen op elkaar. Door een extreem dunne tussenlaag van slechts 0,4 nanometer tussen de lagen te plaatsen (een nanometer is een miljoen keer kleiner dan een millimeter), het mogelijk wordt om de oriëntatie van het magnetisme in de afzonderlijke perovskietlagen naar wens te beïnvloeden, waarbij de oriëntatie van het magnetisme in de onderste laag, bijvoorbeeld, staat loodrecht op die van de laag erboven. Door de plaats waar de tussenlaag wordt aangebracht te variëren, het wordt mogelijk om de lokale oriëntatie van het magnetisme overal in het materiaal te selecteren. Dit is een essentiële eigenschap voor nieuwe vormen van computergeheugen en voor spintronica-toepassingen.

Dit effect was al bekend bij veel dikkere lagen, maar nooit eerder hadden onderzoekers aangetoond dat de oriëntatie van het magnetisme zo nauwkeurig kan worden gecontroleerd met extreem dunne lagen, te.