Слабое механическое давление на кристаллическую решетку сульфида железа позволяет одновременно управлять его внутренним магнетизмом и направлением электрического тока, открывая путь к созданию сверхбыстрой и энергоэффективной микроэлектроники. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование в журнале Science.
Международный коллектив физиков из Университета Райса экспериментально подтвердил квантовые свойства альтермагнетиков — недавно открытого третьего класса магнитных материалов. В отличие от привычных ферромагнетиков, эти структуры не создают внешнего магнитного поля, но обладают строгим внутренним порядком спинов на микроуровне. Ранее ученые не могли эффективно считывать и менять этот скрытый параметр из-за идеальной симметрии кристаллов, которая маскировала их уникальное внутреннее состояние от стандартных измерительных приборов.
Для преодоления этого барьера исследователи применили контролируемое одноосное сжатие кристалла сульфида железа на доли процента. Механическое напряжение слегка деформировало кристаллическую решетку и нарушило геометрическую симметрию материала. В результате физики зафиксировали мощный анизотропный эффект Холла, при котором направление движения электронов резко менялось в зависимости от направления приложенного давления. Эксперимент доказал, что простое сжатие способно переключать внутренние квантовые состояния альтермагнетиков без привлечения сильных внешних магнитных полей.
Авторы работы подчеркивают, что обнаруженное свойство поможет инженерам обойти физические ограничения традиционной кремниевой электроники. Устройства на основе альтермагнетиков будут обрабатывать и хранить информацию за счет спина электронов в сотни раз быстрее современных кремниевых чипов. При этом отсутствие внешних полей позволит упаковывать миллиарды ячеек памяти вплотную друг к другу без риска взаимных наводок, коротких замыканий и перегрева компьютерных процессоров нового поколения.
Обложка: magnific
