في ورقة نشرت مؤخرا في العلوم المتقدمة، أظهر باحثون من معهد بول درود في برلين، ألمانيا، وجامعة شيامن، شيامن، الصين، أن الحديد المغناطيسي NiCo2O4 (NCO) يشكل حلاً للتحدي طويل المدى المتمثل في العثور على مواد ذات مغنطة قوية خارج الطائرة.
علاوة على ذلك، فقد أظهروا أن الخصائص الكهربائية والمغناطيسية لـ NCO يمكن تصميمها في نطاقات واسعة. قام فريق البحث أيضًا بحل أصل ظاهرة النقل المغناطيسي الأساسية غير العادية. تمهد هذه النتائج الطريق لتطبيقات Spintronic جديدة، وتقدم حلولاً لذكريات مستقبلية عالية الكثافة تتجاوز التصميمات الحالية.
بهدف تطوير أكاسيد مغناطيسية جديدة للإلكترونيات السبينية المستقبلية وفهم خصائصها الأساسية، Lv. وآخرون. أثبت أن NiCo2O4 تبرز باعتبارها مادة إلكترونية واعدة بسبب مغنطتها القوية خارج الطائرة وقابليتها للضبط المرن. ونتيجة لذلك، فإن استخدام NCO يمهد الطريق لمفاهيم إلكترونية مغنطيسية جديدة وذكريات عالية الكثافة من الجيل التالي تتجاوز المفاهيم التي تم الإبلاغ عنها مؤخرًا والتي تعتمد على مواد مضادة للمغناطيسية.
يعد تحديد المواد المغناطيسية ذات التباين المغناطيسي العمودي القوي (خارج المستوى) (PMA) أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة للإلكترونيات السبينية الحالية نظرًا لأن هياكل الشبكة الفائقة ذات الطبقات الفردية فائقة الدقة تُستخدم عادةً لتحقيق PMA في الذكريات عالية الكثافة. تعتبر المواد ذات PMA القوية في الأفلام السميكة نسبيًا أقل تحديًا بكثير لتصنيع الأجهزة، وبالتالي أكثر فعالية من حيث التكلفة.
دراسة المستوى. وآخرون. يكشف أنه إلى جانب PMA، يمكن تصميم خصائص النقل والمغناطيسية الكاملة لأفلام NCO في نطاقات كبيرة اعتمادًا على التركيزات النسبية لكاتيونات النيكل في حالات التكافؤ المختلفة (Ni).2+ مقابل ني3+). في الواقع، تم العثور على أن الخصائص المادية لأغشية NCO تعتمد بشكل حاسم على التوصيل الكهربائي الذي يمكن تعديله بين السلوك العازل والمعدني.
من وجهة النظر الأساسية، Lv. وآخرون. تكشف عن أصل انعكاس الإشارة غير العادية في تأثير القاعة الشاذ (AHE) نتيجة للمنافسة بين الآليات الأساسية المختلفة. في الواقع، يوضح المؤلفون أن علامة AHE يمكن ضبطها عمليًا في أفلام NCO بشكل مستقل عن سمكها، وهو ما لم يتم الإبلاغ عنه مطلقًا بالنسبة للمواد الأخرى أحادية الطور.
وكشفت الدراسة أيضًا لأول مرة عن مساهمة الانحراف في مادة منخفضة الموصلية (~ 102 أوم)-1cm-1). في السابق، تم الإبلاغ عن مثل هذه المساهمة في AHE فقط للمعادن فائقة النظافة ذات الموصلية العالية (~ 106 Ω)-1cm-1). وفي هذا السياق، تشكل أفلام NCO منصة جديدة لدراسة ومعالجة النقل الكمي في المواد المغناطيسية.
بناءً على كليهما، فإن المعرفة الإضافية حول ظواهر النقل المغناطيسي بالإضافة إلى الخواص المغناطيسية القابلة للضبط، فإن NCO المغناطيسي يحمل وعدًا كبيرًا للبحث اللاحق. لذلك، يعد هذا العمل ذا أهمية واسعة للأبحاث الأساسية، وتصميم تطبيقات الإلكترونيات الدورانية الجديدة، فضلاً عن التطوير الصناعي للذكريات عالية الكثافة.