Ученые Дальневосточного федерального университета усовершенствовали магнитные нанопроволоки необычной формы, напоминающей медуз. Добавив в структуру кобальт и никель, исследователи смогли управлять магнитными свойствами наноматериалов и получить несколько устойчивых состояний, которые потенциально можно использовать для записи информации.
Нанопроволоки имеют сложную трехмерную форму: широкую верхнюю часть диаметром около 300 нанометров и тонкие вытянутые элементы толщиной примерно 100 нанометров. В новой конструкции одна часть проволоки состоит из кобальта, другая — из никеля. Эти металлы по-разному реагируют на магнитное поле, что позволяет настраивать поведение всей структуры.
Никель стремится ориентировать намагниченность вдоль длинной оси нанопроволоки. В кобальте магнитные свойства кристаллической решетки способствуют ориентации намагниченности поперек этой оси. В результате внутри наноструктур могут формироваться магнитные вихри, которые ослабляют поле за их пределами.
Эксперименты показали, что магнитное взаимодействие между нанопроволоками с кобальтом слабее, чем между структурами из чистого никеля. Для первого варианта исследователи измерили поле взаимодействия около 700 эрстед, для второго — до 1090 эрстед. Это важно для создания памяти с высокой плотностью элементов: чем слабее соседние структуры влияют друг на друга, тем ближе их потенциально можно размещать.
Исследователи также впервые в ДВФУ измерили электрическое сопротивление отдельной нанопроволоки под действием магнитного поля. Для структур с сегментами кобальта и никеля изменение сопротивления достигало 1%. При этом ученые наблюдали два последовательных этапа переключения магнитного состояния. Такая особенность может стать основой для многоуровневой памяти, в которой один элемент хранит больше одного бита информации.
Пока технология находится на исследовательской стадии. Прежде чем использовать ее в готовых устройствах, необходимо проверить стабильность магнитных состояний, повторяемость записи и считывания данных и возможность интеграции нанопроволок в электронные схемы.
В перспективе подобные структуры могут найти применение в спинтронике, компактных сенсорах и системах хранения информации с высокой плотностью записи.
Источник: Минобрнауки России
Читайте также:
Физик из ТГУ предсказал необычные свойства квантовых вихрей
Ученые повысили эффективность инфракрасных лазеров с помощью гравировки кристаллов