Uno studio condotto dai ricercatori dell'Università del Minnesota Twin Cities ha scoperto una proprietà dei materiali magnetici che consentirà agli ingegneri di sviluppare dispositivi spintronici più efficienti in futuro. La spintronica si concentra sull'uso della proprietà di "spin" magnetica degli elettroni invece della loro carica, che migliora la velocità e l'efficienza dei dispositivi utilizzati per l'elaborazione e l'archiviazione dei dati.

La ricerca è pubblicata su Revisione fisica B , una rivista scientifica peer-reviewed pubblicata dall'American Physical Society.

Uno dei principali ostacoli allo sviluppo di dispositivi spintronici migliori è un effetto chiamato "smorzamento, " in cui l'energia magnetica essenzialmente fuoriesce dai materiali, rendendoli meno efficienti. Tradizionalmente, gli scienziati hanno attribuito questa proprietà all'interazione tra lo spin dell'elettrone e il suo movimento. Però, il team guidato dall'Università del Minnesota ha dimostrato che esiste un altro fattore:l'accoppiamento magnetoelastico, che è l'interazione tra spin dell'elettrone, o magnetismo, e particelle sonore.

"Il nostro lavoro non dice che [la teoria originale] è sbagliata, dice solo che questa è solo una parte della storia, "ha spiegato Bill Peria, autore principale dello studio e un dottorato di ricerca. studente presso la School of Physics and Astronomy dell'Università del Minnesota. "Siamo stati in grado di dimostrare che in questi materiali magnetici, vediamo quel comportamento, ma in realtà è solo una frazione relativamente minore dell'intero smorzamento. C'è anche quest'altro meccanismo con cui il magnetismo può essere smorzato che di solito non viene considerato".

I ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata risonanza ferromagnetica, che misura quanta energia magnetica viene rilasciata o dispersa. Per comprendere il fenomeno, hanno dovuto eseguire questa tecnica a più temperature, che vanno dalla temperatura ambiente a 5 Kelvin, solo cinque gradi sopra lo zero assoluto e l'equivalente di circa -450 gradi Fahrenheit.

I risultati dello studio forniscono un quadro più olistico di ciò che provoca lo smorzamento. Ciò consentirà agli ingegneri di sviluppare materiali magnetici con smorzamento "ultrabasso" che sono più efficienti dal punto di vista energetico, in ultima analisi, portando a computer di qualità superiore del futuro.

"Ci preoccupiamo del basso smorzamento perché noi, insieme ai nostri collaboratori, stanno cercando di realizzare dispositivi in ​​cui le eccitazioni magnetiche possono propagarsi su lunghe distanze, " ha detto Paul Crowell, autore senior dell'articolo e professore presso la Scuola di Fisica e Astronomia dell'Università. "Stiamo cercando di costruire i 'fili' in cui i segnali magnetici possono propagarsi attraverso un chip senza perdere la loro forza".