นักวิจัยสาธิตวิธีแก้ปัญหาสำหรับความท้าทายระยะยาว โดยนำคุณประโยชน์มาสู่เทคโนโลยีสปินทรอนิกส์และการจัดเก็บข้อมูล

Update: พฤศจิกายน 2, 2023 คีย์เวิร์ด:eliclt
นักวิจัยสาธิตวิธีแก้ปัญหาสำหรับความท้าทายในระยะยาวซึ่งนำคุณประโยชน์มาสู่เทคโนโลยีสปินทรอนิกส์และการจัดเก็บข้อมูล
ก) โครงสร้างผลึกของสปิเนลผกผัน NiCo2O4โดยที่บริเวณไอออนบวกของจัตุรมุข (Tdศูนย์กลางของโครงย่อยสีน้ำเงิน) ถูกครอบครองโดย Co ในขณะที่ไซต์รูปแปดด้าน (Oh, ศูนย์กลางของโครงย่อยสีเทา) แบ่งเท่าๆ กันโดย Ni และ Co. b) การยึดครองการหมุนที่เป็นไปได้ของไอออน Ni และ Co ที่สภาวะวาเลนซ์ต่างกัน โดยที่ลูกศรประบ่งชี้ความเป็นไปได้ที่อิเล็กตรอนจะกระโดดระหว่าง Ni2 + และนิ3 + ในกรณีที่อยู่ร่วมกัน เครดิต: วิทยาศาสตร์ขั้นสูง (2023) ดอย: 10.1002/advs.202302956

ในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ใน วิทยาศาสตร์ขั้นสูงนักวิจัยจากสถาบัน Paul Drude ในกรุงเบอร์ลิน ประเทศเยอรมนี และมหาวิทยาลัยเซียะเหมิน เซียะเหมิน ประเทศจีน แสดงให้เห็นว่าเฟอร์ริแมกเนติก NiCo2O4 (NCO) ถือเป็นวิธีแก้ปัญหาสำหรับความท้าทายในระยะยาวในการค้นหาวัสดุที่มีการดึงดูดด้วยแม่เหล็กนอกระนาบที่แข็งแกร่ง

นอกจากนี้ พวกเขายังแสดงให้เห็นว่าคุณลักษณะทางไฟฟ้าและแม่เหล็กของ NCO สามารถปรับแต่งได้หลากหลาย ทีมวิจัยยังได้แก้ไขที่มาของปรากฏการณ์การขนส่งด้วยแม่เหล็กขั้นพื้นฐานที่ผิดปกติ การค้นพบนี้ปูทางไปสู่การประยุกต์ใช้สปินโทรนิกแบบใหม่ โดยนำเสนอโซลูชั่นสำหรับความทรงจำที่มีความหนาแน่นสูงในอนาคต นอกเหนือจากการออกแบบในปัจจุบัน

โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาแม่เหล็กออกไซด์ใหม่สำหรับสปินทรอนิกส์ในอนาคต และทำความเข้าใจคุณสมบัติพื้นฐานของพวกมัน Lv. และคณะ แสดงให้เห็นว่า NiCo2O4 โดดเด่นในฐานะวัสดุสปินโทรนิกที่มีแนวโน้มเนื่องจากมีสนามแม่เหล็กนอกระนาบที่แข็งแกร่งและความสามารถในการปรับแต่งที่ยืดหยุ่น ผลที่ตามมาคือการใช้ NCO ปูทางไปสู่แนวคิด ferrimagnetic spintronic ใหม่และความทรงจำที่มีความหนาแน่นสูงรุ่นต่อไปนอกเหนือจากแนวคิดที่รายงานเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยใช้วัสดุต้านแม่เหล็กไฟฟ้า

การระบุวัสดุแม่เหล็กที่มีแอนไอโซโทรปีแม่เหล็ก (PMA) ตั้งฉาก (นอกระนาบ) ที่แข็งแกร่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสปินทรอนิกส์ในปัจจุบัน เนื่องจากโครงสร้างซูเปอร์แลตทิซที่มีชั้นบางเฉียบแต่ละชั้นมักจะถูกนำมาใช้เพื่อรับรู้ PMA ในความทรงจำที่มีความหนาแน่นสูง วัสดุที่มี PMA ที่แข็งแกร่งในฟิล์มที่ค่อนข้างหนาจะมีความท้าทายน้อยกว่ามากในการผลิตอุปกรณ์ ดังนั้นจึงคุ้มค่ากว่า

การศึกษาระดับ และคณะ เผยให้เห็นว่านอกเหนือจาก PMA แล้ว คุณสมบัติการขนส่งและแม่เหล็กทั้งหมดของฟิล์ม NCO ยังสามารถปรับแต่งได้ในช่วงกว้าง ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นสัมพัทธ์ของไอออนบวกของ Ni ในสถานะวาเลนซ์ต่างๆ (Ni2+ ปะทะ นี3+). ในความเป็นจริง พบว่าคุณลักษณะของวัสดุของฟิล์ม NCO นั้นขึ้นอยู่กับค่าการนำไฟฟ้าเป็นอย่างมาก ซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนได้ระหว่างพฤติกรรมของฉนวนและโลหะ

จากมุมมองพื้นฐาน Lv. และคณะ เผยให้เห็นที่มาของการกลับตัวของสัญญาณที่ผิดปกติในเอฟเฟกต์ฮอลล์ที่ผิดปกติ (AHE) ซึ่งเป็นผลมาจากการแข่งขันระหว่างกลไกพื้นฐานที่แตกต่างกัน ในความเป็นจริง ผู้เขียนแสดงให้เห็นว่าสัญลักษณ์ของ AHE สามารถปรับได้อย่างเป็นไปได้ในฟิล์ม NCO โดยไม่ขึ้นกับความหนาซึ่งไม่เคยมีการรายงานสำหรับวัสดุเฟสเดียวอื่นๆ

การศึกษายังเผยให้เห็นเป็นครั้งแรกถึงการมีส่วนร่วมของการกระเจิงเอียงในวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ (~ 102 Ω-1cm-1). ก่อนหน้านี้ การมีส่วนร่วมของ AHE ดังกล่าวได้รับการรายงานเฉพาะสำหรับโลหะที่มีความสะอาดเป็นพิเศษที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง (~ 106 Ω-1cm-1). ในบริบทนี้ ภาพยนตร์ NCO ถือเป็นแพลตฟอร์มใหม่ในการตรวจสอบและจัดการการขนส่งควอนตัมในวัสดุแม่เหล็ก

จากความรู้ทั้งสองอย่างเพิ่มเติมเกี่ยวกับปรากฏการณ์การขนส่งด้วยแม่เหล็กตลอดจนคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่ปรับได้ Ferromagnetic NCO ถือเป็นคำมั่นสัญญาที่ดีสำหรับการวิจัยครั้งต่อไป งานนี้จึงเป็นที่สนใจในวงกว้างสำหรับการวิจัยพื้นฐาน การออกแบบแอปพลิเคชัน Spintronic ใหม่ รวมถึงการพัฒนาอุตสาหกรรมของความทรงจำที่มีความหนาแน่นสูง