Physical Review X ve Advanced Materials dergilerinde yayınlanan iki ardışık çalışmada bildirilen sonuçlar , mekanik gerilimin hem manyetik yapıları hem de elektronların hareketini etkileyebileceğini göstermektedir. Bu yetenek, gelişmiş elektronik teknolojileri için araştırılan malzemeleri kontrol etmenin basit bir yolunu sağlayabilir.

Alternatif Mıknatısların Geleceğin Elektronikleri İçin Önemi

Özellikle umut vadeden bir uygulama alanı, spin elektroniği olarak da bilinen spintroniktir. Bilgiyi elektronların elektriksel yükünü kullanarak işleyen ve depolayan geleneksel elektroniğin aksine, spintronik aynı zamanda elektron spini olarak bilinen bir özellikten de yararlanır.

Bilim insanları, altermanyetikler de dahil olmak üzere uygun malzemeleri belirleyip geliştirebilirlerse, bu yaklaşım kablosuz iletişimden kuantum hesaplamaya kadar uzanan teknolojilerde büyük ilerlemelere yol açabilir.

Rice Üniversitesi’nden ve ORNL’de eski bir nötron bilimcisi olan Pengcheng Dai, “Manyetik alanları kontrol ederek, taşıma davranışını doğrudan etkileyebiliriz ve bu da bu malzemeleri spintronik teknolojiler için keşfetmenin önünü açıyor” dedi.

Basit bir sıkıştırma şaşırtıcı manyetik değişiklikleri ortaya çıkarıyor.

ORNL ekibi, basıncın bu malzemeleri nasıl etkilediğini araştırmak için, manganez tellür ve demir sülfürün minik kristallerini bir çift titanyum plaka arasına yerleştirdi ve hafifçe sıkıştırdı.

ORNL’nin Spallation Nötron Kaynağı’ndaki nötron kırınımını kullanarak, bilim insanları kristallerin içindeki manyetik yapılarda neler olduğunu incelediler. Uygulanan basıncın, bir malzemenin içinde belirli manyetik düzenlemelere sahip bölgeler olan manyetik alanların göreceli popülasyonlarını değiştirdiğini buldular. Gerilim ayrıca anormal Hall etkisi adı verilen elektriksel bir olayı da değiştirdi ve mekanik sıkıştırmanın malzemelerin elektriksel davranışını etkilediğine dair kanıt sağladı.

“Heyecan verici olan şey, iki plaka arasında küçük bir mekanik sıkıştırma gibi yaratıcı bir deneysel fikrin tamamen yeni manyetik davranışları ortaya çıkarabilmesi ve alanı ileriye doğru itebilmesidir ve nötron saçılımı, manyetizmadaki temel değişimi ortaya çıkarmada çok kritik bir rol oynar,” diyor ORNL’de nötron bilimcisi ve bağlantılı her iki yayının da ortak yazarı olan Feng Ye.

Bu bulgular, nispeten basit bir deneyin manyetik malzemeleri manipüle etmenin yeni yollarını nasıl ortaya çıkarabileceğini ve araştırmacıların gelecekteki spintronik cihazlar için yapı taşları geliştirmelerine potansiyel olarak nasıl yardımcı olabileceğini vurgulamaktadır.

ORNL’nin Spallasyon Nötron Kaynağı, ABD Enerji Bakanlığı Bilim Ofisi’nin kullanıcı tesisidir.