Есть возможности для практического применения.
Геологи из Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) в сотрудничестве с коллегами провели ряд экспериментов, которые продемонстрировали наличие в оксидах железа на наноуровне потенциально управляемых магнитных вихрей. Это в будущем позволит использовать эти соединения для биосенсоров и других электронных устройств.
Сначала исследователи на сапфировой подложке создали тонкие слои оксидов железа, которые в привычной нам форме образуют обычную ржавчину. Затем была проведена экспериментальная оценка структуры и магнитных свойств полученных слоев. После этого осуществлялись теоретические расчеты и анализ полученных данных.
С использованием магнитно-силовой микроскопии ученые с высоким разрешением визуализировали распределение магнитных полей в образцах, исследуя образование доменов и возникновение вихревых структур, включая буферный слой из нитрида галлия. Последний, как оказалось, улучшает магнитные характеристики материала, который на наноуровне формирует выраженные вихревые компоненты, способные долго сохраняться. Это делает их перспективными для хранения информации.
Оксиды железа могут быть использованы в спинтронике. Это новое направление в электронике, где хранение и передача информации обеспечиваются не только электрическим зарядом, но и благодаря магнитным свойствам на атомном уровне. Такая технология открывает новые горизонты для повышения скорости, компактности и энергоэффективности устройств.
Кроме того, оксиды железа с магнитными вихрями можно использовать в биосенсорах. Эти датчики требуют материалов, которые обладают высокой чувствительностью к изменениям внешней среды и способны «чувствовать» наличие определенных молекул или малейшие колебания магнитного поля.
Дальнейшие эксперименты авторов разработки сосредоточены на поиске методов получения стабильных и предсказуемых магнитных вихрей на наноуровне в оксидах железа. В будущем технологию можно будет протестировать на прототипах реальных биосенсоров и запоминающих устройств.
Фото: hi-tech.mail.ru