Учёные из Университета Осаки и Университета Тохоку разработали метод создания магнитных тонких плёнок наномасштаба со встроенными функциями. Используя эластичность гибких подложек, они могут точно контролировать межъядерное расстояние в этих наноплёнках, фактически «программируя» желаемые магнитные свойства непосредственно в материале.
Инновационный подход
Этот инновационный подход преодолевает ограничения традиционных методов нанесения покрытий и открывает путь для достижений в различных областях — от электроники до фундаментального материаловедения.
Статья
Статья «Настройка магнитной анизотропии за счёт встроенной деформации в тонких плёнках» опубликована в журнале «Applied Physics Letters».
Создание наноплёнок со специфическими функциями
Создание наноплёнок с определёнными функциями обычно зависит от сложных процессов и выбора материалов. Существующие методы часто ограничивают диапазон достижимых свойств и сложны в реализации. Новая техника предлагает более простое и универсальное решение.
Исследователи наносят магнитную наноплёнку, такую как кобальт или никель, на предварительно растянутую гибкую подложку. При снятии напряжения подложка сжимается, сжимая наноплёнку и изменяя её межъядерное расстояние.
Контролируемое сжатие напрямую влияет на магнитную анизотропию плёнки, позволяя исследователям точно настраивать её магнитное поведение. Эксперименты показали, что большее растяжение подложки приводило к усилению встроенной магнитной анизотропии.
Кроме того, они успешно создали двухслойную структуру с перпендикулярными направлениями намагничивания, что потенциально полезно для магнитных датчиков и тензометров.
Влияние на различные области
Эта способность настраивать магнитные свойства на наноуровне имеет значительные последствия. Она открывает двери для разработки новых магнитных материалов с индивидуальными функциями, которые невозможно достичь традиционными методами. Более того, простота и адаптируемость техники расширяют её потенциал на широкий спектр материалов, помимо магнитов, включая сверхпроводники, полупроводники и диэлектрики.
Гибкость, которая обещает повлиять на различные области, включая гибкую электронику, имеющую решающее значение для медицинских применений и здравоохранения, а также энергоэффективную электронику, жизненно важную для решения проблемы растущего энергопотребления в сфере искусственного интеллекта и центров обработки данных.
Доктор Даичи Чиба, возглавлявший исследование, заявил: «Даже материалы, которые кажутся жёсткими в объёмной форме, могут стать удивительно гибкими на наноуровне. Используя эту гибкость, мы можем манипулировать межъядерным расстоянием и фундаментально изменять свойства материалов».
«Этот подход к «встраиванию» функциональности во время изготовления представляет собой новое направление в материаловедении, позволяя нам настраивать материалы для конкретных применений с беспрецедентным контролем».
Предоставлено Университетом Осаки.