Wissenschaftler haben herausgefunden, dass das Übereinanderschichten zweier dünner Schichten eines Materials eine neue Substanz erzeugt, die ihre magnetische Ordnung mit Elektrizität umschaltet. Der Befund weist auf künftige Geräte hin, die Informationen speichern, ohne ständig Strom zu benötigen.
Das geschichtete Material
Die Forschung konzentriert sich auf zweidimensionale Materialien, die übereinandergelegt werden. In Kombination zeigt die geschichtete Struktur ein magnetisches Verhalten, das durch eine angelegte Spannung ein- und ausgeschaltet werden kann. Das bedeutet, dass sich der magnetische Zustand des Materials als Reaktion auf ein elektrisches Signal ändert.
Was Multiferroika sind
Multiferroika sind Materialien, die zwei oder mehr stabile Zustände physikalischer Ordnung vereinen. In diesem Fall vereint die geschichtete Struktur sowohl magnetische Ordnung als auch elektrische Ordnung zugleich. Externe Reize können diese Zustände umschalten, was das Material für die Datenspeicherung nützlich macht.
Betrieb bei Raumtemperatur
Eines der bemerkenswertesten Merkmale dieser Arbeit ist, dass das multiferroische Verhalten bei Raumtemperatur auftritt. Das beseitigt eine Barriere, die viele solcher Materialien auf Laborumgebungen beschränkt hat.
Spannungsgesteuerter Magnetismus
Der magnetische Zustand schaltet als Reaktion auf Spannung um. Ein elektrisches Signal verändert die Anordnung des Materials.
Mögliche Anwendungen
Die Technologie könnte in mehreren Bereichen Anwendung finden:
- Nichtflüchtige Speichergeräte
- Spintronische Bauelemente
- Miniaturisierte Elektronik
- Neuromorphe Hardware
- Sensoren
- Magnetoelektrische Bauelemente
Jede dieser Anwendungen beruht auf einer präzisen Kontrolle über physikalische Zustände, und das gestapelte Material bietet eine Möglichkeit, diese Kontrolle durch Spannung zu erreichen.
Wie die Entdeckung gemacht wurde
Die Forscher stellten die gestapelte Struktur her und beobachteten ihr Verhalten unter kontrollierten Bedingungen.
Der weitere Weg
| Phase | Detail |
|---|---|
| Forschungsphase | Geschichtete Materialien zeigen Raumtemperatur-Multiferroizität und spannungsgesteuerten Magnetismus |
| Nächste Schritte | Weitere Tests der Geräteleistung und der Produktionsskalierung |
Was danach kommt
Die Forscher werden testen, wie gut das Material in praktischen Geräten funktioniert. Sie werden auch nach Möglichkeiten suchen, die Produktion der geschichteten Strukturen zu skalieren.
Das Ergebnis ist ein einziges Material, das zu zwei unterschiedlichen Verhaltensweisen fähig ist, die durch Elektrizität gesteuert werden. Diese Kombination ist selten und eröffnet einen Weg zu Speicherbausteinen, die ihren Zustand ohne Stromversorgung behalten.
Quellmaterial: „Stacked 2D materials reveal room-temperature multiferroicity and voltage-controlled magnetism“, Phys.org.
Das Notizbuch abonnieren.
Die besten Geschichten des Tages und jedes neue Urteil, in klarem Deutsch, um sieben im Postfach. Eine Mail am Tag, nicht mehr.