Антиферромагнитный обмен в би-магнитных наночастицах типа «мягкое ядро/жёсткая оболочка»
Одной из проблем в этой гонке является воспроизведение определенных магнитных эффектов в нанометровом масштабе.
Ученым во главе с исследователями из Universitat Autònoma de Barcelona, института Catala de Nanociencia i Nanotecnologia и с участием университета Барселоны, удалось обнаружить в частицах размером от 10 до 20 нанометров магнитное явление, имеющее большое значение для магнитных устройств, а именно антиферромагнитное взаимодействие между слоями.
Этот эффект возникает при контакте слоев материалов с различными магнитными свойствами, что позволяет контролировать магнитное поведение устройства в целом. Это свойство имеет очень важные технологические приложения. Например, является важной составной частью систем считывания данных, может найти применение в жестких дисках и в MRAM памяти компьютеров и мобильных устройств.
Исследователи сумели впервые воспроизвести это явление в наноматериалах размером в несколько десятков атомов в диаметре. В качестве образцов использовались частицы оксида железа, окруженные тонким слоем оксида марганца и наоборот: частиц оксида марганца покрытых слоем оксида железа. Открытие обеспечивает беспрецедентную возможность контроля магнитных свойств наночастиц, так как позволяет контролировать и легко менять свойства без необходимости изменять форму или состав частиц, исключительно путем изменения температуры или магнитного поля.
Наличие антиферромагнитного обмена подтверждаются данными магнитометрии, ферромагнитного резонанса и рентгеновского магнитного кругового дихроизма.
Это схематическое представление антиферромагнитного обмена между магнитомягким ядром Fe3O4 и магнитожёстокой оболочкой Mn3O4. На рисунке приведены данные с электронного микроскопа высокого разрешения, наложенные на карту характеристических потерь энергии электронами и продемонстрировано высокое качество интерфейса между двумя фазами.
"Нам удалось получить магнитное поведение не наблюдавшееся ранее в наночастицах, и это открывает путь к миниатюризации в пределах, которые, казалось невозможны для хранения данных и других более сложных приложений, таких как спиновые фильтры, магнитных кодификаторов и многоуровневой записи», объяснил Josep Nogués, ICREA профессор-исследователь, и Maria Dolors Baró, профессор прикладной физики.
Источник информации: