Elektron bükme etkisi bilgisayar belleğini geliştirebilir
RIKEN Enstitüsü'ndeki fizikçiler tarafından geliştirilen yeni bir manyetik malzeme, daha yüksek bellek yoğunluğu ve daha hızlı bellek yazma hızları sağlayarak bilgisayarın bellek depolamasını artırabilir.1.
Sabit diskler gibi bellek aygıtları, manyetik bir malzeme üzerinde farklı mıknatıslanma modelleri oluşturarak verileri depolar. Ferromıknatıs olarak bilinen, demir ve kobalt gibi, manyetik alan uygulandığında bireysel atomların manyetik alanlarının birbiriyle hizalandığı manyetik malzemeleri kullanırlar.
Ancak ferromıknatıslar veri depolamak için ideal değildir. RIKEN Gelişen Malzeme Bilimi Merkezi'nden Meng Wang, “Ferromıknatıslarla ilgili sorun, bitişik bölgelerin üst üste binerek verileri bozan kendiliğinden mıknatıslanmaya neden olmasıdır. Dolayısıyla yüksek bellek yoğunluğuna sahip olamazsınız” diye açıklıyor. “Ayrıca mıknatıslanma modellerinin değişimi yavaştır.”
Komşu atomların manyetik alanlarının zıt yönlerde sıralanma eğiliminde olduğu antiferromanyetik malzemeler bu zorlukların üstesinden gelme konusunda ümit vericidir. Ancak antimıknatıslarda manyetizma gözlemlenemediğinden fizikçilerin verileri kodlamak ve okumak için farklı bir tekniğe ihtiyacı olacak.
Son 20 yıldır fizikçiler, bazı antiferromanyetik malzemelerin “anormal Hall etkisi” adı verilen farklı bir davranışı destekleyebileceğini öne sürüyorlar. Verileri depolamak ve okumak için antimanyetik malzemelerdeki elektronları manipüle etmek için kullanılabilir.
Klasik Hall etkisi ilk kez manyetik olmayan malzemelerde bir asırdan fazla bir süre önce Amerikalı fizikçi Edwin Hall tarafından gözlemlendi. İletken bir malzemeye elektrik alanı uygulandığında, elektronlar malzeme boyunca elektrik alanına paralel olarak düz bir çizgide hareket eder. Ancak Hall, harici bir manyetik alan da uygulandığında elektronların yolunun büküldüğünü keşfetti.
Daha sonra Hall, bu bükülmenin bazı manyetik malzemelerde de, hiçbir harici manyetik alan uygulanmadığında bile meydana gelebileceğini keşfetti; bu olaya anormal Hall etkisi adını verdi.
Şimdi, Wang ve meslektaşları anormal Hall etkisini, manyetik alanı olmayan, rutenyum ve oksijen içeren antiferromanyetik bir metalde gösterdiler. Ekip, simetrik yapısını hafifçe değiştiren kristale az miktarda krom eklemek zorunda kaldı ve bu etkiyi yarattı.
Anormal Hall etkisi daha önce daha karmaşık antimıknatıs türlerinde görülmüştü. Ancak bu etki, basit doğrusal yapıya sahip bir antiferromanyetik metalde ilk kez gözlemleniyor ve bu da onu pratik uygulamalar için çekici kılıyor.
Wang, “Bu malzemenin ince bir tabaka halinde üretilmesi çok kolaydır” diyor. “Çalışmamızın başkalarına ucuz ve yapımı kolay diğer malzemeleri arama konusunda ilham vereceğini umuyoruz.”
