Dalam sebuah makalah yang diterbitkan baru-baru ini di Ilmu Pengetahuan Lanjut, peneliti dari Paul Drude Institute di Berlin, Jerman, dan Universitas Xiamen, Xiamen, Tiongkok, menunjukkan bahwa NiCo ferrimagnetik2O4 (NCO) merupakan solusi untuk tantangan jangka panjang dalam menemukan material dengan magnetisasi luar bidang yang kuat.
Lebih jauh lagi, mereka telah menunjukkan bahwa karakteristik listrik dan magnet NCO dapat disesuaikan dalam rentang yang luas. Tim peneliti juga mengungkap asal usul fenomena magnetotransportasi fundamental yang tidak biasa. Temuan ini membuka jalan bagi aplikasi spintronik baru, yang menawarkan solusi untuk memori kepadatan tinggi di masa depan di luar desain saat ini.
Dengan tujuan mengembangkan oksida magnetik baru untuk spintronik masa depan dan memahami sifat dasarnya, Lv. dkk. menunjukkan bahwa NiCo2O4 menonjol sebagai bahan spintronik yang menjanjikan karena magnetisasi luar bidangnya yang kuat dan kemampuan merdu yang fleksibel. Sebagai konsekuensinya, pemanfaatan NCO membuka jalan bagi konsep spintronik ferrimagnetik baru dan memori kepadatan tinggi generasi berikutnya di luar konsep yang baru-baru ini dilaporkan berdasarkan bahan antiferromagnetik.
Identifikasi bahan magnetik dengan anisotropi magnetik (PMA) tegak lurus (di luar bidang) yang kuat sangat penting untuk spintronik masa kini karena struktur superlattice dengan lapisan individu ultra tipis biasanya digunakan untuk mewujudkan PMA dalam memori kepadatan tinggi. Bahan dengan PMA yang kuat dalam film yang relatif tebal tidak terlalu menantang untuk fabrikasi perangkat dan, dengan demikian, lebih hemat biaya.
Studi tentang Lv. dkk. mengungkapkan bahwa selain PMA, seluruh sifat transpor dan magnetik film NCO dapat disesuaikan dalam rentang yang luas tergantung pada konsentrasi relatif kation Ni dalam keadaan valensi yang berbeda (Ni2+ vs Ni3+). Faktanya, karakteristik material film NCO ternyata sangat bergantung pada konduktivitas listrik yang dapat disesuaikan antara perilaku insulasi dan logam.
Dari sudut pandang fundamental, Lv. dkk. mengungkap asal mula pembalikan tanda yang tidak biasa dalam efek Hall anomali (AHE) sebagai konsekuensi dari persaingan antara mekanisme mendasar yang berbeda. Faktanya, penulis menunjukkan bahwa tanda AHE dapat disesuaikan pada film NCO terlepas dari ketebalannya yang belum pernah dilaporkan untuk material fase tunggal lainnya.
Studi ini juga untuk pertama kalinya mengungkapkan kontribusi hamburan miring pada material dengan konduktivitas rendah (~ 102 Ω-1cm-1). Sebelumnya, kontribusi terhadap AHE telah dilaporkan hanya untuk logam super bersih dengan konduktivitas tinggi (~ 106 Ω-1cm-1). Dalam konteks ini, film NCO merupakan platform baru untuk menyelidiki dan memanipulasi transpor kuantum dalam material magnetik.
Berdasarkan keduanya, pengetahuan tambahan tentang fenomena magnetotransport serta sifat magnetik merdu, NCO feromagnetik mempunyai harapan besar untuk penelitian selanjutnya. Oleh karena itu, karya ini menarik minat luas untuk penelitian fundamental, desain aplikasi spintronik baru, serta pengembangan industri memori kepadatan tinggi.