Disposizione di spin dei momenti magnetici in materiali ferromagnetici, antiferromagnetici e ferrimagnetici. Credito:Rie Umetsu
Un gruppo di ricerca ha sintetizzato con successo un materiale "mezzo metallo", ottenendo un'impresa rara nella ricerca della magnetizzazione zero.
I mezzi metalli possono migliorare notevolmente le prestazioni dei dispositivi elettronici. Ciò è dovuto alla loro polarizzazione di spin al 100%, che consente loro di comportarsi come metalli in una direzione di rotazione e isolanti/semiconduttori nell'altra. I casi più riusciti di semimetalli sono ferromagnetici, il che significa che la loro disposizione di spin è allineata.
I semimetalli di tipo antiferromagnetico, in cui lo spin si allinea in modo antiparallelo, sono desiderabili poiché nessun campo magnetico disperso può disturbarlo, anche se integrato ad alta densità. Ad oggi sono stati segnalati solo due casi di semimetalli di tipo antiferromagnetico.
Seguendo una linea guida di sviluppo, il gruppo di ricerca ha creato un composto costituito da ferro, cromo e zolfo. Il nuovo materiale perde completamente la sua magnetizzazione alle basse temperature.
"Il materiale semimetallico sviluppato possiede proprietà eccellenti e le linee guida per lo sviluppo dei materiali hanno svolto un ruolo fondamentale nel nostro successo", ha affermato Satoshi Semboshi, coautore dell'articolo e professore presso l'Institute for Materials Research (IMR) della Tohoku University.
Gli stati elettronici e il flusso di carica elettrica di ferromagneti generali e ferromagneti semimetallici. Credito:Rie Umetsu
(A sinistra) Un'illustrazione schematica del multistrato di magnetoresistenza a tunnel (TMR) utilizzando semimetallo di tipo antiferromagnetico (ferromagnetico completamente compensato) (a sinistra) e multistrato TMR convenzionale (a destra). In quest'ultimo, diversi strati, tra cui uno strato ferromagnetico e uno strato antiferromagnetico, fissano la direzione del momento magnetico dello strato ferromagnetico. Sostituendo questi diversi strati con uno strato di semimetallo di tipo antiferromagnetico, si ottengono caratteristiche elevate e un campo magnetico a bassa dispersione e consentono un'elevata densità. Credito:Rie Umetsu
La collega e coautrice Rie Umetsu ha aggiunto:"Riteniamo che i risultati miglioreranno l'efficienza della futura ricerca sui materiali e accelereranno l'innovazione dei dispositivi elettronici".
I dettagli della loro ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Scientific Reports il 23 giugno 2022. + Esplora ulteriormente
