Группа международных исследователей под руководством Университета Оттавы совершила прорыв в разработке ультратонких магнитов. Это открытие может привести к созданию более быстрой и энергоэффективной электроники, квантовых компьютеров и продвинутых систем связи.
Исследование
Исследование под руководством Хэнг Чи, доцента кафедры физики на факультете естественных наук Университета Оттавы и председателя исследовательского совета Канады по квантовым электронным устройствам и схемам, демонстрирует новый способ усиления магнетизма в материалах толщиной всего в несколько атомов. Это важный шаг к тому, чтобы сделать такие «крошечные магниты» практичными для реальных технологий.
Статья опубликована в журнале Reports on Progress in Physics.
Проблема традиционных магнитов
Традиционные магниты громоздки, и их трудно миниатюризировать для современной электроники. Ультратонкие (2D) магниты, напротив, имеют толщину всего в несколько атомов и могут позволить создавать более компактные и мощные устройства. Однако у них есть существенный недостаток: обычно они работают только при экстремально низких температурах, что делает их непрактичными для повседневного использования.
Решение проблемы
Чтобы решить эту проблему, команда профессора Чи объединила ультратонкие магниты со специальным материалом — топологическим изолятором, который позволяет электронам беспрепятственно течь по его поверхности. Когда два материала были наложены друг на друга, магнетизм стал сильнее и стабильнее — даже при более высоких температурах.
«Это как дать магниту импульс», — объясняет профессор Чи. «Комбинируя его с правильным материалом, мы можем повысить его производительность, не повреждая его. Это может изменить правила игры для будущей электроники».
Результаты
Ультратонкий магнит сам по себе работал при температуре около 100 Кельвинов, но в сочетании с топологическим изолятором его сила увеличилась на 20%, и он стал функционировать при более высоких температурах (например, при температуре жидкого азота — 77 Кельвинов).
Это открытие предоставляет учёным новый способ создания более сильных и стабильных наномасштабных магнитов. Следующие шаги включают тестирование различных комбинаций материалов, чтобы приблизить работу этих магнитов к комнатной температуре — критически важному этапу для практического применения.
«Мы открываем новые возможности для будущих технологий», — говорит профессор Чи. «Это может привести к созданию более быстрых компьютеров, более эффективного хранения данных и прорывов в квантовых вычислениях».
Предоставлено Университетом Оттавы.