Исследователи обнаружили необычный магнетизм в повернутом двумерном трииодиде хрома, выявив дальнодействующие спиновые текстуры, выходящие за пределы муарового узора материала. Это открытие имеет значение для сверхплотных магнитных систем хранения данных. — tomshardware.com
Команда исследователей под руководством Штутгартского университета выявила необычный магнетизм в повернутом двумерном трииодиде хрома, обнаружив дальнодействующие спиновые текстуры, выходящие за пределы лежащего в основе муарового узора материала. Результаты, опубликованные 2 февраля в журнале Nature Nanotechnology, были получены на повернутых двойных биламинированных структурах трииодида хрома с использованием наноразмерной магнитной визуализации при криогенных температурах. Исследование может иметь большое значение для создания сверхплотных магнитных систем хранения данных. Повернутые ван-дер-Ваальсовы материалы стали основным направлением исследований исследователей за последние несколько лет, поскольку было обнаружено, что небольшие угловые смещения между атомно-тонкими слоями создают муаровые сверхрешетки, которые сильно изменяют электронное и магнитное поведение. Используя сканирующую магнитометрию с азотными вакансиями, исследователи напрямую визуализировали упорядоченные, точечные магнитные текстуры, охватывающие несколько муаровых элементарных ячеек. С увеличением угла поворота в узком диапазоне больших углов характерный размер этих текстур увеличивался, достигая примерно 300 нанометров при угле поворота около 1,1 градуса, прежде чем исчезнуть примерно при двух градусах. Отдельные особенности в этих текстурах имели порядок примерно 60 нанометров. В отличие от ранее описанных состояний магнетизма, привязанных к муаровому узору в трииодиде хрома, исследователи говорят, что эти текстуры не ограничены одной конфигурацией укладки или локальным минимумом энергии в муаровой решетке. Вместо этого они образуют «супер-муаровое» магнитное состояние более высокого порядка, которое перестраивает магнетизм в более крупном масштабе. Исследователи объясняют такое поведение конкуренцией между обменными взаимодействиями, магнитной анизотропией и межфазным взаимодействием Дзялошинского-Мория — антисимметричным обменным взаимодействием, возникающим из-за спин-орбитального взаимодействия, — которое становится значительным на повернутых биламинированных интерфейсах. Как только период муара достаточно уменьшается, эти конкурирующие энергии благоприятствуют магнитному упорядочению, которое отделяется от геометрического муарового узора, создавая текстуры, охватывающие несколько ячеек. Антиферромагнитные скирмионы представляют особый интерес для исследователей, поскольку ожидается, что они подавляют скирмионный эффект Холла — свойство, которое может упростить управление движением в будущих концепциях спинтроники, позволяя более прямолинейное и контролируемое движение, чем у их ферромагнитных аналогов. В этой работе исследователи показывают, что угол поворота может действовать как эффективный параметр настройки для стабилизации таких магнитных состояний в атомно-тонких материалах, изменяя магнитный порядок без изменения состава или количества слоев. Как и во всех подобных исследованиях, важно помнить, что работа находится на самых ранних стадиях исследований. Измерения проводились при низких температурах, а сам трииодид хрома чувствителен к воздуху и поэтому непригоден для прямой интеграции в какие-либо приложения за пределами лаборатории. Однако авторы отмечают, что лежащий в основе механизм должен быть передаваем другим слоистым магнитным материалам, включая системы с более высокими температурами упорядочения. Эта работа также может быть актуальна для будущих технологий магнитного хранения данных и для углубления нашего понимания магнитных взаимодействий в двумерных системах. «Поскольку объемы данных продолжают расти, будущие магнитные носители должны надежно хранить информацию при постоянно возрастающей плотности», — сказал профессор Йорг Врахтруп, руководитель Центра прикладных квантовых технологий Штутгартского университета, в своем заявлении для Interesting Engineering. «Таким образом, наши результаты напрямую относятся к технологиям хранения данных следующего поколения».
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Luke James