Обнаружены новые эффекты поведения многослойных магнитных материалов

В ходе изучения наноструктур, используемых для хранения информации, ученые американского Национального института стандартов и технологии (NIST) и российского Института физики твердого тела (ISSP) обнаружили неожиданно сильные и дальнодействующие эффекты некоторых электромагнитных наноструктур, используемых для хранения данных.

Структуры, созданные из тонких слоев материалов с разными магнитными характеристиками, являлись объектом интенсивных исследований на протяжении последних десятилетий. В тонком слое ферромагнитного материала наблюдается упорядочивание электронов и создается магнитное поле определенного направления. Если же этот материал покрыть антиферромагнитным слоем, поле ферромагнетика отклоняется и фиксируется. Причины этого эффекта пока являются объектом спора ученых, однако сам он уже применяется, например в магниторезистивной головке чтения-записи.

На протяжении длительного времени считалось, что влияние антиферромагнитного материала сказывается только на расстоянии нескольких десятых нанометра в глубину ферромагнетика. Ученые NIST/ISSP задались вопросом, имеется ли подобный эффект в других направлениях. Для эксперимента использовалась ферромагнитная пленка, на которую нанесли решетку из антиферромагнитного материала с толщиной линии около 10 мкм и расстоянием между ними 100 мкм при толщине слоя 10 нм. Используя специальный инструментарий, ученым удалось изучить изменение намагниченности в окрестностях решетчатой структуры. Оказалось, что эффект отклонения магнитного поля наблюдается не только непосредственно под слоями антиферромагнетика, но и областях, значительно (до 50 мкм) удаленных от линий решетки, что в тысячу раз больше, чем предполагалось ранее.

В будущем ученые намерены выяснить, насколько близко можно располагать такие массивы, чтобы они не взаимодействовали друг с другом.