Con la estructura PMN-PZT / Ta (4 nm) / Pt (3 nm) / IrMn (15 nm) / CoFeB (5 nm) / Ta (4 nm), (a) el sesgo de intercambio puede establecerse reversiblemente a lo largo de dos direcciones opuestas después de aplicar ac E con direcciones opuestas de Hext de 5000 Oe, (b) Se ha demostrado una reversión de HE sucesiva y estable. (c) Ilustración para la realineación de los ejes de giro AFM en diferentes direcciones mediante el procedimiento de vibración de campo. (d) Curva HE-φ, y (e) Gráfico polar HE-φ antes y después de restablecer la anisotropía de intercambio unidireccional en varias direcciones utilizando el procedimiento de vibración de campo. Crédito: Acta Materialia
La espintrónica es una tecnología emergente para la fabricación de dispositivos electrónicos que aprovechan el espín de los electrones y sus propiedades magnéticas asociadas. en lugar de utilizar la carga eléctrica de un electrón, para llevar información. Los materiales antiferromagnéticos están atrayendo la atención en la espintrónica, con la expectativa de operaciones de centrifugado con mayor estabilidad. A diferencia de los materiales ferromagnéticos, en el que los átomos se alinean en la misma dirección como en los imanes de refrigerador típicos, Los átomos magnéticos dentro de los antiferromagnetos tienen alineaciones de espín antiparalelas que cancelan la magnetización neta.
Los científicos han trabajado para controlar la alineación de los átomos magnéticos dentro de los materiales antiferromagnéticos para crear interruptores magnéticos. Convencionalmente esto se ha hecho usando un procedimiento de 'enfriamiento de campo', que calienta y luego enfría un sistema magnético que contiene un antiferromagnet, mientras se aplica un campo magnético externo. Sin embargo, este proceso es ineficaz para su uso en muchos dispositivos espintrónicos micro o nanoestructurados porque la resolución espacial del proceso en sí no es lo suficientemente alta como para ser aplicado en dispositivos a micro o nanoescala.
"Descubrimos que podemos controlar el estado antiferromagnético aplicando simultáneamente vibración mecánica y un campo magnético, ", dice Jung-Il Hong del Laboratorio de Nanotecnología Spin de DGIST." El proceso puede reemplazar el enfoque convencional de calentamiento y enfriamiento, lo cual es inconveniente y dañino para el material magnético. Esperamos que nuestro nuevo procedimiento facilite la integración de materiales antiferromagnéticos en micro y nano dispositivos basados en espintrónica ".
Hong y sus colegas combinaron dos capas:una película ferromagnética de cobalto-hierro-boro encima de una película antiferromagnética de iridio y manganeso. Las capas se cultivaron sobre sustratos cerámicos piezoeléctricos. La aplicación combinada de vibración mecánica y un campo magnético permitió a los científicos controlar las alineaciones de los giros magnéticos repetidamente en cualquier dirección deseada.
El equipo tiene como objetivo continuar la búsqueda y el desarrollo de nuevas fases magnéticas más allá de los materiales magnéticos clasificados convencionalmente. "Históricamente, el descubrimiento de nuevos materiales ha llevado al desarrollo de nuevas tecnologías, ", dice Hong. Queremos que nuestro trabajo de investigación sea la semilla de nuevas tecnologías".
