ملخصات الأبحاث

تحقيق مقاومة مغناطيسية في درجة حرارة الغرفة في وصلة نفقية 

.P. Qin et al

  • Published online:

يشهد مجال الإلكترونيات المغزلية ذات المغناطيسية الحديدية المضادة نموًا سريعًا في فيزياء المواد المكثفة وتكنولوجيا المعلومات، وله استخدامات محتملة في أجهزة المعلومات عالية الكثافة وفائقة السرعة. غير أنَّ التطبيق العملي لهذه الأجهزة محدود إلى حدٍّ بعيد بسبب ضآلة المخرجات الكهربائية في درجة حرارة الغرفة.

وفي هذا البحث المنشور، يوضح الباحثون تأثيرَ انحيازٍ تبادلي في درجة حرارة الغرفة بين مغناطيس حديدي مضاد ذي لفٍّ مغزلي أحادي الاتجاه، ورمزه MnPt، ومغناطيس حديدي مضاد ذي لفٍّ مغزلي غير أحادي الاتجاه، ورمزه Mn3Pt، فهذان المغناطيسان معًا أشبه بنظام انحياز تبادلي بين مغناطيس حديدي ومغناطيس حديدي مضاد. ويستخدم الباحثون هذا التأثير الغريب لإنشاء وصلات نفقية تتسم بمغناطيسية حديدية مضادة بالكامل، ذات قيم كبيرة غير متقلبة من المقاومة المغناطيسية في درجات حرارة الغرفة، تصل إلى حدٍّ أقصى يبلغ 100% تقريبًا.

وتكشف عمليات محاكاة ديناميّات اللف المغزلي الذرية أن حالات اللف المغزلي الموضعية التي ليس لها مكافئ يوازنها في سطح MnPt البيني تُنتِج انحيازًا تبادليًا. وتشير الحسابات المستمدة من المبادئ الأولى إلى أنَّ المقاومة المغناطيسية الملحوظة التي تتخلل الوصلة النفقية تنشأ أصلًا من استقطاب اللف المغزلي لدى مغناطيس Mn3Pt في فضاء الزخم.

وهكذا، فإنَّ الأجهزة القائمة على وصلات نفقية ذات مغناطيسية حديدية مضادة بالكامل يُمكن أن تلعب أدوارًا مهمة لأجهزة الذاكرة الحديثة التي تمتاز بدرجة عالية من التكامل والسرعة الفائقة، وذلك بالنظر إلى أن المجالات الشاردة فيها تكاد تكون متلاشية، إضافةً إلى أن ديناميّات اللف المغزلي تكون مُحسَّنة تحسينًا قويًّا، وصولًا إلى مستوى التيراهرتز.

الشكل 1 | رسم تخطيطي لوصلة نفقية ذات مغناطيسية حديدية مضادة بالكامليُظهر الشكل مقارنة بين وصلةٍ كهذه تتضمن مغناطيسًا حديديًّا مضادًّا ذا لفٍّ مغزلي أحادي الاتجاه ومغناطيسًا حديديًّا مضادًّا ذا لفٍّ مغزلي غير أحادي الاتجاه، ووصلة نفقية مغناطيسية تقليدية.

الشكل 1 | رسم تخطيطي لوصلة نفقية ذات مغناطيسية حديدية مضادة بالكامليُظهر الشكل مقارنة بين وصلةٍ كهذه تتضمن مغناطيسًا حديديًّا مضادًّا ذا لفٍّ مغزلي أحادي الاتجاه ومغناطيسًا حديديًّا مضادًّا ذا لفٍّ مغزلي غير أحادي الاتجاه، ووصلة نفقية مغناطيسية تقليدية.

كبر الصورة