Los conos representan la magnetización de las nanopartículas. En ausencia de campo eléctrico (estado libre de deformaciones), el tamaño y la separación entre las partículas conduce a una orientación aleatoria de su magnetización, conocido como superparamagnetismo Crédito:HZB
El cambio de dominios magnéticos en la memoria magnética normalmente requiere campos magnéticos generados por corrientes eléctricas, por lo que requiere grandes cantidades de energía eléctrica. Ahora, equipos de Francia, España y Alemania han demostrado la viabilidad de otro enfoque a nanoescala:"Podemos inducir un orden magnético en una pequeña región de nuestra muestra empleando un pequeño campo eléctrico en lugar de utilizar campos magnéticos". "Dr. Sergio Valencia, HZB, dice.
Las muestras consisten en una fina película de hierro policristalino en forma de cuña depositada sobre un BaTiO 3 sustrato. BaTiO 3 es un material ferroeléctrico y ferroelástico bien conocido:un campo eléctrico es capaz de distorsionar el BaTiO 3 celosía e inducir tensión mecánica. El análisis por microscopía electrónica reveló que la película de hierro se compone de diminutos nanogranos (diámetro 2, 5 nm). En su extremo delgado, la película de hierro tiene menos de 0,5 nm de espesor, permitiendo una baja dimensionalidad de los nanogranos. Dado su pequeño tamaño, los momentos magnéticos de los nanogranos de hierro están desordenados entre sí, este estado se conoce como superparamagnetismo.
En X-PEEM-Beamline en BESSY II, los científicos analizaron qué sucede con el orden magnético de estos nanogranos bajo un pequeño campo eléctrico. "Con X-PEEM podemos mapear el orden magnético de los granos de hierro a un nivel microscópico y observar cómo cambia su orientación mientras aplicamos un campo eléctrico in situ, "dice la Dra. Ashima Arora, quien hizo la mayoría de los experimentos durante su doctorado. tesis. Sus resultados muestran que el campo eléctrico indujo una tensión en BaTiO 3 , y esta cepa se transmitió a los nanogranos de hierro encima de ella. Luego, Las regiones anteriormente superparamagnéticas de la muestra cambiaron a un nuevo estado. En este nuevo estado los momentos magnéticos de los granos de hierro están todos alineados en la misma dirección, es decir, un colectivo, orden ferromagnético de largo alcance conocido como superferromagnetismo.
Cuando se aplica un campo eléctrico, la tensión inducida sobre el sustrato de BaTiO3 se transfiere a las nanopartículas forzando su realineación en una dirección común, conocido como superferromagnetismo. Crédito:HZB
Los experimentos se realizaron a una temperatura ligeramente superior a la temperatura ambiente. "Esto nos permite esperar que el fenómeno se pueda utilizar para el diseño de nuevos materiales compuestos (que consisten en nanopartículas ferroeléctricas y magnéticas) para arquitecturas lógicas y de almacenamiento basadas en espines de baja potencia que operan en condiciones ambientales". "Dice Valencia.
El control de bits magnéticos a nanoescala en dispositivos de memoria de acceso aleatorio magnéticos mediante la tensión inducida por el campo eléctrico solo se conoce como straintronics. Podría ofrecer un nuevo escalable alternativa rápida y energéticamente eficiente a las memorias magnéticas actuales.
