新しい磁気は、データストレージを改善する可能性があります

MIT物理学者は、ラボで作成された2次元結晶であるヨウ化ニッケルで、P波磁気と呼ばれる新しいタイプの磁気を発見しました。この磁気状態は、電子が特定のスピン方向を好む強磁性主義の特徴と、等しい反対のスピンが全体的にキャンセルする反強磁性主義を組み合わせます。P-Wave Magnetismをユニークにしているのは、ニッケル原子のスピンが左手や右手のように互いの鏡像であるスパイラルパターンを形成することです。


このスパイラルスピンパターンのため、研究者はスパイラルに沿った小さな電界を適用することにより、電子スピンの方向を切り替えることができます。この「スピンスイッチング」は、スパイラルを左利きから右利きに反転させ、その逆も同様です。この能力は、電荷の代わりに電子スピンを使用してデータを保存する従来の電子機器の代替品であるSpintronicsにとって重要です。Spintronicsは、より多くのデータをデバイスに詰める可能性があり、情報を書き込み、読み取るためにはるかに少ない電力を使用できます。

この発見は、ヨウ化ニッケルの原子格子のスパイラルスピンパターンを明らかにしたが、制御可能なスピンスイッチングに接続しなかった以前の研究に基づいています。理論家は、そのようなスパイラルパターンがP波の磁性を実現できることを提案していました。そこでは、電子が反対方向に走行する電子が反対のスピンを持ち、スパイラルの利き手を切り替えると電子スピンも切り替わることがあります。新しい実験では、ヨウ化ニッケルの薄いフレークを合成し、それらに円形の偏光光を輝かせ、電子スピンが光の利き手と一致することを観察することにより、これを確認しました。

さらなるテストにより、スパイラルの方向に沿って小さな電界を適用すると、電子スピンがスイッチされ、整列したスピンが付いた電子の電子が作成されることが示されました。このスピン電流は、デバイスで磁気ドメインをひっくり返すことができ、効率的な磁気ビット制御を可能にします。スピンベースのエレクトロニクスは、電荷の代わりにスピンを移動するため、熱が少なくなり、エネルギーが減少します。切り替えに必要な小さな電界は、大幅なエネルギー節約も示唆しています。

しかし、P波の磁気は、60ケルビン近くの非常に低い温度でのみ観察され、即時の実用的な使用が制限されました。次のステップは、室温でこの磁気を示す材料を見つけることで、データストレージと電子機器を変換できる実際のスピトロニックデバイスへの道を開いています。