Открыт способ электрического контроля магнитной ориентации атомов

Наличие у магнитного материала двух полюсов, свойство, известное как магнитная анизотропия, находит применение во многих приложениях, от игл компаса до магнитных дисковых накопителей. Для крупных фрагментов материала магнитная анизотропия определяется главным образом формой магнита. Для элементарных магнитов, которыми являются атомы, подобная анизотропия обычно зависит от положения и заряда соседних атомов.

Используя сканирующий туннельный микроскоп, инструмент, способный манипулировать отдельными атомами, исследователи из Лондонского центра нанотехнологий, вместе с коллегами из Иберийской лаборатории нанотехнологий (Португалия), Университета Сарагосы (Испания), Института микроструктурной физики им. Макса Планка (Германия) открыли новый механизм управления магнитной анизотропией на атомарном уровне.

Как сообщает статья в последнем номере Nature Nanotechnology, в экспериментах отчетливо наблюдалось изменение магнитной ориентации отдельных атомов кобальта в зависимости от их местоположения на поверхности меди, покрытой тонким изолирующим слоем нитрида меди. Эти вариации анизотропии коррелировались с изменениями интенсивности, так называемого эффекта Кондо, который вызывается электрическим взаимодействием атома с близлежащим металлом.

Результаты теоретического и компьютерного моделирования, выполненного в Португалии и Германии, подтвердили, что электронные взаимодействия между магнитным атомом и металлической подложкой, могут, наряду с обычными структурными механизмами, играть важную роль в определении магнитной анизотропии.

Важность этого открытия в том, что магнитной анизотропией оказалось возможно управлять, используя процесс, приводящий в действие современные транзисторы — полевой эффект. Это открывает новые пути создания сверхминиатюрных сенсоров, устройств для обработки информации и хранения данных.