Tým výzkumníků vedený Univerzitou Stuttgart identifikoval neobvyklý magnetismus v krouceném, dvourozměrném jodidu chromitém, který odhaluje dlouhodobé spinové textury přesahující základní moiré vzor materiálu. Zjištění, která byla publikována v časopise Nature Nanotechnology byla pozorována v kroucených strukturách dvojité dvojvrstvy jodidu chromitého pomocí nanoškálového magnetického zobrazování při kryogenních teplotách. Výzkum by mohl mít velké důsledky pro vytváření ultrahustého magnetického datového úložiště.

Kroucené van der Waalsovy materiály se v posledních několika letech staly hlavní oblastí zájmu výzkumníků, protože bylo zjištěno, že malé úhlové posuny mezi atomárně tenkými vrstvami vytvářejí moiré supermřížky, které silně modifikují elektronické a magnetické chování.

Pomocí skenovací magnetometrie s dusíkovými vakancemi výzkumníci přímo zobrazili uspořádané, tečkovité magnetické textury, které se rozprostírají přes více moiré jednotkových buněk. S rostoucím úhlem zkroucení v úzkém rozsahu dlouhých úhlů se charakteristická velikost těchto textur zvětšovala, dosahující přibližně 300 nanometrů při úhlu zkroucení kolem 1,1 stupně, než zmizela při přibližně dvou stupních. Jednotlivé prvky v rámci těchto textur měřily řádově asi 60 nanometrů.

Na rozdíl od dříve hlášených moiré-uzamčených magnetických stavů v jodidu chromitém výzkumníci uvádějí, že tyto textury nejsou omezeny na jedinou konfiguraci vrstvení nebo lokální energetické minimum v moiré mřížce. Místo toho tvoří magnetický stav vyššího řádu „super-moiré“, který reorganizuje magnetismus na větší délkové škále.

Výzkumníci přisuzují toto chování konkurenci mezi výměnnými interakcemi, magnetickou anizotropií a mezifázovou Dzyaloshinskii-Moriyaovou interakcí – antisymetrickou výměnnou interakcí, která vzniká v důsledku spin-orbitální vazby – která se stává významnou v kroucených dvojvrstvých rozhraních.

Antiferomagnetické skyrmiony jsou pro výzkumníky obzvláště zajímavé, protože se očekává, že potlačí skyrmionový Hallův efekt, vlastnost, která by mohla zjednodušit řízení pohybu v budoucích spintronických konceptech tím, že umožní přímější a lépe kontrolovatelný pohyb než jejich feromagnetické protějšky.

Jak je u takových studií obvyklé, je důležité si uvědomit, že práce je stále v nejranějších výzkumných fázích. Měření byla prováděna při nízkých teplotách a samotný jodid chromitý je citlivý na vzduch, a proto není vhodný pro přímou integraci do jakýchkoli aplikací mimo laboratoř. Autoři však poznamenávají, že základní mechanismus by měl být přenositelný na jiné vrstvené magnetické materiály, včetně systémů s vyššími teplotami uspořádání.

„Jak datové objemy nadále rostou, budoucí magnetická úložná média musí být schopna ukládat informace spolehlivě při stále vyšších hustotách,“ řekl profesor Jörg Wrachtrup, vedoucí Centra pro aplikované kvantové technologie na Univerzitě Stuttgart, v rozhovoru pro Interesting Engineering. „Naše výsledky jsou proto přímo relevantní pro technologie datového úložiště příští generace.“

Zdroj: tomshardware.com

Zdroj: DATACENTER NETWORK NEWS