Почему спинтроника революционизирует материалы?

Спинтроника и квантовые технологии: Какие новые материалы можно создать?

Ответы на вопросы о квантовых технологиях и спинтронике кроются в недавнем открытии физиков из Университета Антверпена, которые разработали революционный метод определения источников магнетизма в материалах на атомном уровне. Этот прорыв может ускорить создание новых технологий в спинтронике, квантовых вычислениях и энергоэффективной электронике.

Как работают квантовые свойства электронов в материалах?

Магнетизм возникает благодаря квантовым свойствам электронов, таким как их спин и орбитальный момент. В материалах, таких как железо, никель и хром, неспаренные электроны в d- и f-орбиталях создают магнитные моменты. Однако до сих пор оставалось загадкой, как именно эти электроны взаимодействуют между собой, формируя разные типы магнитного порядка.

Какой метод используется для определения источников магнетизма?

Новый метод SHIM (Successive-Hopping Inclusion Method) разработанный исследователями из группы COMMIT, впервые позволил проследить все электронные вклады в магнитные взаимодействия. Они применили этот подход к двумерным материалам, таким как трийодид хрома (CrI₃) и дийодид никеля (NiI₂), и смогли определить, какие атомы и орбитали отвечают за магнитные свойства. Этот прорыв открывает путь к созданию материалов с заданными магнитными свойствами для устройств следующего поколения, включая квантовые компьютеры и энергонезависимую память.

Какие перспективы открывает разработка новых материалов с помощью спинтроники?

Метод SHIM позволит предсказывать, будет ли материал ферромагнетиком, антиферромагнетиком или альтермагнетиком, а также как его свойства изменятся под действием электрического поля, механического напряжения или комбинации с другими материалами. «Это прорыв от простого наблюдения магнетизма к его полному пониманию и контролю», — говорит руководитель проекта профессор Милорад Милошевич. Таким образом, ответ на вопрос, какие новые материалы можно создать с помощью спинтроники, кроется в возможности разработки материалов с заданными магнитными свойствами, что открывает широкие перспективы для технологического прогресса в области квантовых технологий и энергоэффективной электроники.

Больше новостей в нашем телеграм канале I ROBOT