Управление стенками магнитных доменов позволит создать новый тип зарядовой памяти

Манфред Фебиг (Manfred Fiebig), профессор Высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) вместе с коллегами недавно выпустил две статьи, посвященные границам доменов в некоторых мультиферроиках. Эти кристаллические материалы наряду с магнитным порядком имеют и электрический, то есть они обладают как магнитными, так и электрическими полюсами.

Эксперименты, проводившиеся с применением новой методики визуализации границ доменов, показали, что их электропроводность может отличаться от электропроводности основного материала. В частности, в манганите стронция, стенки доменов подавляли электрический ток. Ученые смогли объяснить наблюдавшийся эффект аккумулированием на границах доменов кислородных вакансий – дефектов решетки оксидного мультиферроика.

Проводящий материал с диэлектрическими стенками может быть очень полезен в электронике – он позволяет разграничивать стенками индивидуальные электронные нанокомпоненты, например, домены, работающие как миниатюрные конденсаторы. Таким образом можно создать новый тип зарядовой памяти, более эффективной, чем любая, используемая сейчас.

В экспериментах с другим мультиферроиком, манганитом тербия, ученые из группы Фебига в сотрудничестве с японскими физиками показали, что границы доменов в определенных условиях можно сдвигать электрическим полем. Это выгодно отличает данный материал от традиционных полупроводников с фиксированной внутренней структурой. Они также описали условия, при которых возможно варьировать намагниченность доменов и проводимость стенок без изменения их положения.

Для визуализации в экспериментах использовался особый оптический метод – генерирование второй гармоники. Материал облучали очень интенсивным импульсным лазером с определенной длиной волны, получая отклик другого цвета. В будущем, как считает Фебиг, импульсный лазер можно будет применять не только для наблюдения внутренней структуры, но и для ее изменения без использования электрического поля.