Вчені наблизились до прориву у зберіганні даних

Нові дослідження магнітних властивостей олівінових матеріалів наближають науку до визнання феротороїдичності як четвертого фероїчного порядку.

Фероїчність — це група властивостей, що змінюються під впливом зовнішніх факторів: електричного поля, магнітного поля або механічного напруження. Традиційно вчені вирізняють три типи фероїків: феромагнетики, фероелектрики та фероеластики. Проте в останні роки зростає інтерес до теоретично передбаченої феротороїдичності — явища, за якого магнітні домени матеріалу реагують на магнітні поля у формі вихорів. Як підкреслює Департамент енергетики США, “магнітні вихори в матеріалах типу олівіну можуть стати новим способом запису даних на основі напрямку обертання цих вихорів”.

Ключовим у цьому дослідженні стало використання нейтронної дифракції для аналізу фосфатів олівіну, зокрема сполук типу LiFeMnPO?. Дослідники встановили, що зменшення вмісту літію в цих матеріалах значно підвищує температуру їхнього магнітного переходу. Це робить матеріал більш придатним для практичного використання, зберігаючи потенціал для формування вихороподібного доменного порядку. “Наше дослідження демонструє можливість створення нових класів матеріалів, що поєднують електричні та магнітні функції в єдиній структурі”, — зазначають автори.

Феротороїдичність — потенційно революційне відкриття в області мультифероїків, здатне дати поштовх новим технологіям зберігання інформації. На відміну від класичних феромагнітів, де інформація кодується напрямком магнітного поля, тут використовуються топологічні характеристики — магнітні вихори. Такий підхід дозволяє розробити енергоефективні, мініатюризовані пристрої для зчитування та запису даних. “Ми лише на початку шляху, але ця галузь обіцяє радикально змінити сучасну електроніку”, — підсумовують науковці.

Це дослідження підтверджує, що шлях до четвертого фероїчного порядку може бути прокладено через тонке налаштування хімічного складу звичних матеріалів. Завдяки підтримці Управління науки DOE США і співпраці з Центром квантових матеріалів Університету Меріленда, вчені отримали доступ до передових технологій аналізу структури. Надалі це дозволить розширити перелік потенційно феротороїдичних матеріалів і стимулювати міждисциплінарні інновації.