Assistent-professor Wencan Jin en zijn team aan de afdeling natuurkunde van Auburn University verleggen de grenzen van de technologie met hun nieuwste publicatie over spindynamica in tweedimensionale (2D) magnetische systemen van Van der Waals. Gepubliceerd in Physics Reports , dit baanbrekende overzichtswerk duikt in de kern van magnetisch gedrag en hun ultrasnelle dynamiek in atomair dunne materialen, en onderzoekt het transformatieve potentieel ervan voor de volgende generatie technologie.

Sinds grafeen in 2004 op het toneel verscheen, is het domein van 2D-materialen een broeinest van onderzoek geweest. Maar de game-changer kwam in 2018 met de opkomst van 2D van der Waals magnetische materialen. Deze materialen zijn meer dan alleen plat; ze hebben unieke magnetische eigenschappen die onze technologische mogelijkheden opnieuw zouden kunnen definiëren.

"Ons werk geeft een overzicht van de aanzienlijke vooruitgang bij het onderzoeken van de spindynamica van 2D-magnetische materialen. Bovendien bieden we een routekaart voor het inzetten van deze 2D-magneten in innovatieve toepassingen, van ultrasnelle oplossingen voor gegevensopslag tot revolutionaire communicatieapparatuur", zegt prof. Jin, die ook fungeert als adjunct-assistent-professor bij de afdeling Electrical &Computer Engineering aan de Auburn University. Zijn groep voert ferromagnetische resonantie-experimenten uit om de spindynamiek te bestuderen met behulp van het Physical Property Measurement System (PPMS).

Wat dit onderzoek onderscheidt is de diepgaande focus op spindynamica:de studie van hoe elektronenspins zich gedragen in deze nieuwe 2D magnetische landschappen. Het beheersen van de spindynamiek is de sleutel tot het ontsluiten van baanbrekende technologieën zoals spintunnelveldeffecttransistors en spinfilterapparatuur. Deze technologieën kunnen de weg vrijmaken voor snellere, energiezuinigere computer- en gegevensopslagsystemen, en een revolutie teweegbrengen in alles, van smartphones tot kwantumcomputing.

De studie was een mondiale inspanning, inclusief bijdragen van prof. Wei Zhang van de Universiteit van North Carolina, prof. Chunhui Du van de Universiteit van Californië in San Diego, en toponderzoekers uit Zuid-Korea, Japan en het Verenigd Koninkrijk. Het team beschikt dus over experts op het gebied van theorie, spectroscopische karakterisering, apparaatfabricage en transportmeting. Samen hebben ze een schat aan inzichten verzameld die als blauwdruk kunnen dienen voor het technologische landschap van morgen.

Meer informatie: Chunli Tang et al, Spindynamica in magnetische systemen van Van der Waals, Physics Reports (2023). DOI:10.1016/j.physrep.2023.09.002

Aangeboden door Auburn University