Совместные исследовательские усилия Университета Алабамы в Бирмингеме (UAB), Джорджтаунского университета, немецкого HZDR Dresden, французского университета Артуа и других показали, что можно переключать состояния магнетизма между ВКЛ и ВЫКЛ в новом типе материала, который содержит азот, путем приложения напряжения, т. е., подключив его к аккумулятору. Таким образом, теоретически возможно создать или полностью удалить все магнитные элементы, что дает возможность настраивать магнитную силу материала для конкретных приложений.
Результаты совместной исследовательской группы, опубликованные в журнале Nature Communications, описывают, как это открытие может открыть новые возможности в таких приложениях, как интеллектуальные вычисления.
Чтобы изменить ориентацию магнитных полей в электронике, в настоящее время необходимо использовать электрический ток, такой же, который питает розетки в наших домах. Неотъемлемой проблемой здесь является выделение тепла: когда через материал проходит ток, он выделяет тепло из-за сопротивления и нагревает материал. Это тепло представляет собой форму энергии, которая теряется в окружающей среде и тратится впустую. И поскольку потребность в хранении данных растет из года в год, эта проблема становится все более актуальной, поскольку устройства в ответ уменьшаются в размерах, что приводит к еще большим потерям энергии.
В ответ на эту проблему исследователи спешили разработать новые материалы и технологии для управления магнетизмом с помощью приложения напряжения. Действительно, контроль магнетизма с помощью напряжения сам по себе привлекает интерес и значительную исследовательскую деятельность из-за своего огромного потенциала.
Это важно не только потому, что объединяет контрастирующие элементы физики конденсированных сред, но и потому, что открывает путь для новых устройств с беспрецедентным уровнем производительности. Действительно, прогресс идет такими темпами, что представления о новых приложениях спинтроники, сочетающих в себе как память, так и логические функции при сверхвысоких скоростях обработки и сверхнизком энергопотреблении, не так надуманы, как когда-то считалось.
Хотя существует множество подходов к управлению магнетизмом с помощью напряжения, особенно многообещающим является магнитоионика, когда немагнитные атомы перемещаются внутрь и наружу магнитного материала с помощью напряжения, тем самым изменяя его магнитные свойства. Это то, что определило ключевую роль в управлении магнетизмом с помощью напряжения среди других методов, таких как накопление электрического заряда и внутренняя/внешняя мультиферроичность.
В своей статье исследователи демонстрируют управляемый напряжением перенос азота при комнатной температуре (магнитоионный азот) через электролитный затвор медно-азотной (CoN) пленки, который сравнивается с магнитоионным кислородом в кобальте (II, III). оксид (Co3O4). Исследователи смогли показать, что нитрид кобальта сам по себе немагнитен, но образует богатую кобальтом магнитную структуру, когда азот удаляется напряжением. Этот процесс является одновременно повторяемым и долговечным, что говорит о том, что это может быть многообещающая система с потенциальным использованием в приложениях для записи и хранения данных. Исследователи из французского университета Артуа также доказали, что этот процесс требует меньше энергии, но при этом быстрее, чем системы, использующие альтернативные немагнитные атомы, такие как кислород, что увеличивает возможность экономии энергии. Чтобы подробнее ознакомиться с исследованиями на французском, будет полезно скачать приложение для изучения французских слов https://multilang.io/ru/uchit-frantsuzskie-slova, которое позволит быстро выучить французские слова.
© digitrode.ru