Halle, Tyskland
Publicerat: 21 november 2024, 12:00
Forskare vid Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) och Max Planck Institute of Microstructure Physics har utvecklat en ny metod för att analysera magnetiska nanostrukturer med en upplösning på cirka 70 nanometer. Detta är en avsevärd förbättring jämfört med konventionella ljusmikroskop, som är begränsade till en upplösning på 500 nanometer. Studien, som publicerats i ACS Nano, kan bana väg för nya energisnåla lagringsteknologier inom spinntronik.
Användning av anomal Nernst-effekt och nanoskala-tipp
Den nya metoden bygger på den anomala Nernst-effekten (ANE), där en elektrisk spänning genereras i ett magnetiskt material vinkelrätt mot dess magnetisering och en temperaturgradient.
– ”En laserstråle fokuseras på en metallisk spets i ett kraftmikroskop, vilket skapar en temperaturgradient på provets yta, begränsad till nanoskalan,” förklarar professor Georg Woltersdorf vid MLU. ”Spetsen fungerar som en antenn och fokuserar det elektromagnetiska fältet på ett mycket litet område.”
Denna metod möjliggör visualisering av magnetiska strukturer med en upplösning på 70 nanometer, vilket är långt bättre än vad optiska metoder kan erbjuda.
Genombrott inom spinntronik och termoelektroisk avbildning
Metoden visade sig särskilt användbar för att analysera magnetiska virvelstrukturer och chiral antiferromagnetiska material. Dessa material är viktiga för framtidens spinntroniska komponenter, som använder elektrons spinn snarare än dess laddning för att lagra och bearbeta information.
– ”Vår metod har två stora fördelar: dels en kraftigt förbättrad upplösning för magnetiska strukturer, och dels möjligheten att tillämpa den på chiral antiferromagnetiska system,” säger Woltersdorf.
Forskningen är även en del av förberedelserna för det planerade klusterprojektet ”Centre for Chiral Electronics,” som ska driva utvecklingen av framtidens elektronik.
Samarbete och finansiering
Arbetet har utförts i samarbete med Freie Universität Berlin, Universität Regensburg och Max Planck Institute of Microstructure Physics. Det finansieras av Tysklands forskningsråd (DFG) inom ramen för Collaborative Research Centre (CRC TRR) 227.
Betydelse för framtidens teknik
Med den nya tekniken hoppas forskarna kunna lägga grunden för nya koncept inom elektronik och informationslagring, som är både mer energieffektiva och kraftfulla än dagens lösningar.
Källa: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Taggar: Nanoteknik, Spinntronik, Magnetiska material, Avbildningsteknik, Elektronik