Физики нашли новый способ включения и выключения антиферромагнетизма

Современные смартфоны хранят данные на кремниевых транзисторах, что позволяет размещать миллиарды битов на одном чипе. Однако растущий спрос на данные заставляет искать более совершенные материалы.

Учёные из Массачусетского технологического института представили доказательства, что антиферромагнетики могут стать основой для более быстрых, плотных и безопасных битов памяти.

Антиферромагнетики, в отличие от обычных магнитов, имеют противоположно направленные спины соседних электронов, что подавляет их общую намагниченность. Это делает их невосприимчивыми к магнитным полям и позволяет создавать более компактные элементы памяти.

Исследователи из MIT обнаружили, что, добавляя электроны в антиферромагнитный материал, можно обратимо включать и выключать его свойства. Этот резкий переход, аналогичный переключению транзистора, открывает новые возможности для создания цифровых устройств хранения данных повышенной плотности.

Магнитная память

Перспективная магнитная память (MRAM) уязвима для внешних полей — даже умеренное магнитное поле может стереть данные. Антиферромагнетики лишены этого недостатка, но существующие методы их переключения требуют больших затрат энергии.

Учёные нашли более эффективный подход, используя никелат неодима. Эксперименты показали, что удаление атомов кислорода из материала обратимо "выключает" антиферромагнетизм, а их добавление — "включает" обратно.

Это открытие позволяет управлять антиферромагнитными битами аналогично кремниевым транзисторам — с помощью электрических затворов. Такой метод потребует меньше энергии и откроет путь к созданию высокоплотных и защищённых устройств памяти.

Заключение:

Проделанная работа является важным шагом на пути к интеграции антиферромагнетиков в электронику. Управление их свойствами через концентрацию кислорода открывает прямую дорогу к разработке энергоэффективной и сверхбыстрой памяти, что отвечает растущим потребностям мира, управляемого данными.