Новое магнитное поведение наночастиц

Исследователи из Автономного университета Барселоны (UAB) и Каталонского института науки и технологии наночастиц (ICN2) получили магнитные наночастицы с новым поведением. Это может привести к созданию еще меньшей по размерам и более высокой по емкости цифровой памяти.

Электронные устройства, такие как мобильные телефоны и планшеты, стимулировали научную гонку в поисках все меньших и меньших элементов для обработки и хранения информации. Одной из проблем в этой гонке является воспроизведение определенных магнитных эффектов в нанометровом масштабе.

Международное сотрудничество ученых во главе с исследователями из UAB и ICN2 с участием Барселонского университета смогли воспроизвести в частицах размером от 10 до 20 нанометров магнитное явление, которое имеет большое значение для магнитных устройств: антиферромагнитную связь между слоями.

Это явление происходит при соединении слоев материалов с различными магнитными свойствами и позволяет управлять магнитным поведением устройства в целом. Это свойство имеет очень важные технологические приложения. Например, на нем базируется система считывания данных, находящихся в жестких дисках, и MRAM для компьютеров и мобильных устройств.

Исследователи сумели впервые воспроизвести это явление в наноскопических материалах, измеряющихся всего несколькими десятками атомов в диаметре. Им удалось сделать это с помощью частиц окиси железа, окруженных тонким слоем окиси марганца, и наоборот, частиц окиси марганца, покрытых слоем окиси железа. Открытие обеспечивает беспрецедентное управление магнитными свойствами наночастиц, так как позволяет легко регулировать их свойства без необходимости манипулировать их формой или составом, а исключительно путем регулирования температуры и магнитных полей, окружающих их.

«Мы были в состоянии воспроизвести магнитное поведение, не наблюдавшиеся ранее в наночастицах, и это открывает путь к миниатюризации в пределах, которые казались невозможными для магнитного хранения данных и других более сложных приложений, таких как спиновые фильтры, магнитные кодификаторы и многоуровневая запись», - объяснили проф. Хосеп Ногес (Josep Nogués) и проф. Мария Долорс Баро (Maria Dolors Baró).

Схематическое представление антиферромагнитной связи между магнитным мягким сердечником Fe3O4 и магнитной твердой оболочкой Mn3O4. Изображение, полученное с помощью электронного микроскопа высокого разрешения, наложенное на карту спектроскопии электронных потерь энергии, показывает высокое качество границы раздела с согласованным увеличением между двумя фазами