Un nuovo metodo per controllare i materiali ferrimagnetici

ferrimagnetici

La maggior parte dei magneti che incontriamo quotidianamente è fatta di materiali “ferromagnetici”. Gli assi magnetici nord-sud della maggior parte degli atomi in questi materiali sono allineati nella stessa direzione, quindi la loro forza collettiva è abbastanza forte da produrre un’attrazione significativa. Questi materiali costituiscono la base per la maggior parte dei dispositivi di archiviazione dati nel mondo high-tech di oggi. Meno comuni sono i magneti basati su materiali ferrimagnetici, con una “i”. In questi, alcuni degli atomi sono allineati in una direzione, ma altri sono allineati esattamente nel modo opposto. Di conseguenza, il campo magnetico complessivo che producono dipende dall’equilibrio tra i due tipi: se ci sono più atomi puntati in una direzione rispetto all’altra, quella differenza produce un campo magnetico netto in quella direzione.

La logica per cambiare l’orientamento dei magneti

In linea di principio i materiali ferrimagnetici dovrebbero essere in grado di produrre circuiti logici o di memorizzazione dei dati molto più veloci e in grado di racchiudere più dati in un preciso spazio rispetto ai ferromagneti convenzionali di oggi. Ma fino ad ora non esisteva un modo semplice, veloce e affidabile per cambiare l’orientamento di questi magneti. I ricercatori del MIT hanno sviluppato un metodo per cambiare rapidamente la polarità magnetica di un ferrimagnete di 180 gradi, usando solo una piccola tensione applicata. La scoperta potrebbe inaugurare una nuova era della logica ferrimagnetica e dei dispositivi di archiviazione dei dati, affermano i ricercatori. Il nuovo sistema utilizza un film di materiale chiamato gadolinio cobalto, parte di una classe di materiali noti come ferrimagneti di metalli di transizione delle terre rare. In esso, i due elementi formano reticoli interconnessi di atomi e gli atomi di gadolinio hanno i loro assi magnetici allineati in una direzione, mentre gli atomi di cobalto puntano nella direzione opposta. L’equilibrio tra i due nella composizione della lega determina la magnetizzazione complessiva del materiale.

Utilizzando una tensione per dividere le molecole d’acqua lungo la superficie della pellicola in ossigeno e idrogeno, l’ossigeno può essere scaricato via mentre gli atomi di idrogeno – o più precisamente i loro nuclei, che sono singoli protoni – possono penetrare in profondità nel materiale e questo altera l’equilibrio degli orientamenti magnetici. La modifica è sufficiente per cambiare l’orientamento del campo magnetico netto di 180 gradi, esattamente il tipo di inversione completa necessaria per dispositivi come le memorie magnetiche.

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Source: Stampi
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