Các nhà nghiên cứu tại Viện nghiên cứu MESA+ giờ đây có thể tạo ra được các loại vật liệu mà họ có thể hiệu chỉnh và điều khiển chính xác sự định hướng của từ tính theo ý muốn. Việc tạo ra được một lớp xen giữa (interlayer) có độ dày 0.4 nano mét là chìa khóa cho sự thành công này. Loại vật liệu này có thể mở ra triển vọng mới cho việc chế tạo các bộ nhớ máy tính cũng như các ứng dụng spin điện tử học-một dạng thức mới của thiết bị điện tử hoạt động trên cơ sở từ tính thay vì điện. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Materials gần đây.

Nhờ vào thiết bị nghiên cứu hàng đầu tại phòng thí nghiệm nano MESA+. Các chuyên gia trong lĩnh vực nano tại đại học Twente đã tạo ra được các loại vật liệu như mong muốn, có khả năng điều chỉnh các thành phần xuống cấp độ nguyên tử. Đặc biệt, họ rất quan tâm đến việc chế tạo ra các loại vật liệu có các lớp siêu mỏng có độ dày chỉ bằng một nguyên tử.

Theo kết quả nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature Materials, các nhà nghiên cức đã cho thấy khả năng chế tạo các vật liệu mới mà trong đó họ có thể điều chỉnh tại chỗ sự định hướng của từ tính một cách chính xác. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc chế tạo bộ nhớ máy tính tiềm năng. Ngoài ra, phương pháp chế tạo vật liệu này cũng “quan tâm” đối với spin điện tử học, một dạng thức mới của điện tử mà không sử dụng sự chuyển động của điện tích nhưng thay vì các đặc tính từ tính của vật liệu. Điều này không những giúp cho các thiết bị điện tử hoạt động nhanh và hiệu quả mà còn cho phép có thể chế tạo chúng với kích thước nhỏ gọn.

Trong quá trình nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã xếp chồng hàng loạt các lớp mỏng của vật liệu Perovskite (đây là tên gọi chung của các vật liệu gốm có cấu trúc tinh thể giống với cấu trúc của vật liệu gốm canxi titanat (CaTiO3)). Bằng cách đặt một lớp mỏng có độ dày chỉ 0.4 nano mét vào giữa các lớp mỏng này (một nano mét có kích thước nhỏ hơn một triệu lần một mini mét). Các lớp này bắt đầu có sự thay đổi để điều chỉnh sự định hướng của từ tính bên trong các lớp Perovskite riêng lẻ này đúng như mong muốn. Đây là một đặc tính quan trọng cho các hình thức mới của bộ nhớ máy tính và cho các ứng dụng spin điện tử học.

Hiệu ứng này đã được biết đến đối với nhiều lớp có độ dày hơn, nhưng trước đó các nhà nghiên cứu chưa từng chứng minh được sự định hướng của từ tính có thể điều chỉnh chính xác với các lớp mỏng có kích cỡ cực kỳ mỏng.

Nguồn: NASATI