Ameerika Argonne Rahvusvahelises Lanboris (Argonne National Laboratory ANL) uuriti senisest täpseimalt uue põlvkonna spintroonika materjali, lantaani ja strontsiumi magnetomadustega mangaanoksiidi, füüsikalisi omadusi.
Lantaani (sinine) ja strontsiumi (roheline) aatomitega dopeeritud mangaanoksiidi (lilla) kristallvõrel on spintroonika mäluseadmete vallas paljulubav tulevik. Vasakul pildil on kujutatud raskesti uuritav ebakorrapärase dopeeringuga võrekiht. Paremal aga ANL labori korrastatud kiht, mis võimaldab materjali omadusi paremini määrata.
Materjali tulevikurakenduste hulka kuuluvad näiteks efektiivsed elektronide spinni ja laengut kasutavad arvutus- ja mäluseadmed (spintroonika). Töörühm suutis kahest elemendist koosnevat materjali kasvatada nii, et oli võimalik muuta struktuuri nüansse ja lõppeks ka materjali omadusi. Lisaks avaldati materjalist valmistatavate seadmete piirtöövõimed.
ANL töö esimeses faasis valmistati kõrge organiseeritusega lantaan- ja strontsiumoksiid segu. Materjali magnetomadused esinevad tugevamalt segu kristallvõre nendes kohtades, mis on lantaani aatomitega dopeeritud. Strontsiumi ja lantaani aatomite hoolika paigutusega on võimalik magnetomaduste täpsem kaardistamine, mis on mäluseadmete valmistamisel väga oluline. Seni pole võrreldava lahutusega uuringuid tehtud. Tööga seotud teadlase Brian Kirby sõnul on selliste oksiididega töötamine keerukas.
Materjali kõrge korrastatus on võimalik tänu ANL töörühma välja töötatud meetoditele. Näiteks on arendatud meetodiga võimalik valmistada kihilist kristallvõre struktuuri, milles asuvad vaheliti strontsiumi ja lantaani kihid. Nii on võimalik uurida kahe pinna vahelisi omadusi. Komposiidi magnetomadusi uuriti NIST (National Institute of Standards and Technology) Ülikooli polariseeritud-neutron reflektomeetriga.
Avastati, et lantaani lisakihtide läheduses paiknevate elektronide magnetmomentide mõju moodustas magnetdipooli emmas-kummas suunas kolmekihilise magnetstruktuuri, pärast mida nähtus ruumisuundades teravalt hajus. ANL töörühma ühe juhi Tiffany Santose sõnul on tegemist oluliste sammudega oksiid-spintroonika arengus, sest heidab valgust materjali magnetilistele ja elektronstruktuursetele omadustele.
„Selleks, et elektronid saaksid spinnide vahendusel mälusüsteemides informatsiooni jagada, peavad osakesed üksteisele piisavad lähedal olema. Hästikorrastatud võrestruktuuriga on nimetatud mõjuraadiust hõlbus uurida,“ lisab Kirby lõpetuseks.
Allikas: PhysOrg
Leave a Reply