במאמר שפורסם לאחרונה ב מדע מתקדם, חוקרים ממכון פול דרוד בברלין, גרמניה, ומאוניברסיטת שיאמן, שיאמן, סין, הוכיחו כי NiCo פרימגנטית2O4 (NCO) מהווה פתרון לאתגר ארוך הטווח של מציאת חומרים עם מגנטיזציה חזקה מחוץ למטוס.
יתר על כן, הם הראו שניתן להתאים את המאפיינים החשמליים והמגנטיים של NCO בטווחים רחבים. צוות המחקר גם פתר את מקורה של תופעת מגנטו-הובלה בסיסית יוצאת דופן. ממצאים אלה סוללים את הדרך ליישום ספינטרוניק חדש, המציע פתרונות לזיכרונות עתידיים בצפיפות גבוהה מעבר לעיצובים הנוכחיים.
במטרה לפתח תחמוצות מגנטיות חדשות לספינטרוניקה עתידית ולהבין את התכונות הבסיסיות שלהן, Lv. et al. הוכיח כי NiCo2O4 בולט כחומר ספינטרוניק מבטיח בשל המגנטיזציה החזקה מחוץ למטוס ויכולת הכוונון הגמישה שלו. כתוצאה מכך, השימוש ב-NCO סולל את הדרך לתפיסות ספינטרוניקות פרימגנטיות וזיכרונות של הדור הבא בצפיפות גבוהה מעבר למושגים שדווחו לאחרונה המבוססים על חומרים אנטי-פרומגנטיים.
הזיהוי של חומרים מגנטיים עם אנזוטרופיה מגנטית (מחוץ למישור) חזקה (PMA) הוא חיוני עבור הספינטרוניקה של ימינו, מכיוון שבדרך כלל משתמשים במבני סריג-על עם שכבות בודדות דקות במיוחד למימוש PMA בזיכרונות בצפיפות גבוהה. חומרים עם PMA חזק בסרטים עבים יחסית הם הרבה פחות מאתגרים לייצור מכשירים, ולכן, חסכוניים יותר.
המחקר של לב. et al. מגלה שמלבד ה-PMA, ניתן להתאים את כל תכונות ההובלה והמגנטיות של סרטי NCO בטווחים גדולים בהתאם לריכוזים היחסיים של קטיוני Ni במצבי ערכיות שונים (Ni)2+ לעומת Ni3+). למעשה, נמצא כי מאפייני החומר של סרטי NCO תלויים באופן מכריע במוליכות החשמלית הניתנת להתאמה בין התנהגות בידוד ומתכתית.
מנקודת המבט היסודית, לב. et al. לחשוף את מקורו של היפוך הסימנים החריג באפקט ההול האנומלי (AHE) כתוצאה של תחרות בין מנגנוני בסיס שונים. למעשה, המחברים מוכיחים שניתן לכוון את הסימן של ה-AHE בסרטי NCO ללא תלות בעובי שלהם, דבר שמעולם לא דווח עבור חומרים חד-פאזיים אחרים.
המחקר גם חשף לראשונה תרומה של פיזור הטיה בחומר בעל מוליכות נמוכה (~ 102 Ω-1cm-1). בעבר, תרומה כזו ל-AHE דווחה רק עבור מתכות סופר נקיות בעלות מוליכות גבוהה (~ 106 Ω-1cm-1). בהקשר זה, סרטי NCO מהווים פלטפורמה חדשה לחקור ולתפעל את ההובלה הקוונטית בחומרים מגנטיים.
בהתבסס על שניהם, הידע הנוסף על תופעות מגנטוטרנספורט וכן על התכונות המגנטיות הניתנות לכוונון, NCO פרומגנטי טומן בחובו הבטחה גדולה למחקרים הבאים. עבודה זו היא, לפיכך, בעלת עניין רחב עבור מחקר יסודי, עיצוב יישומי ספינטרוניק חדשניים כמו גם פיתוח תעשייתי של זיכרונות בצפיפות גבוהה.