Formål
Hovedmålet med dette forskningsprosjektet er å åpne et nytt forskningsområde som utforsker bruken av antiferromagneter i spinnmekatronikk. Karakteristiske egenskaper ved antiferromagneter, som gjør dem spesielt attraktive for bruk i spinnmekatronikk, er deres spesielt raske spinndynamikk og høye stabilitet med hensyn til eksterne magnetfelt. Det forventede anvendelsespotensialet av denne forskningen er å utvikle ny ultrarask, nanoskala spinnmekatronikk med forbedret stabilitet og nye former for utgangssignaler.
Prosjektbeskrivelse
De fleste kjenner til at elektroner har egenskaper som ladning og masse, men elektroner har også en tredje egenskap, nemlig spinn. Spinnegenskapen til elektronet ble først demonstrert i det berømte Stern-Gerlach-eksperimentet fra 1922, hvor en partikkelstråle ble sendt gjennom et inhomogent magnetfelt og forskjellig avbøyning av partikler med motsatt spinn ble observert. I motsetning til ladning og masse, som er skalare størrelser, er spinnet en vektor og det er også et magnetisk moment assosiert med hvert spinn. Hvert elektron har derfor et lite magnetisk moment, og i ferromagneter er disse momentene polarisert i samme retning når systemet er i grunntilstanden. I antiferromagneter er imidlertid spinnene ordnet i en struktur der nærliggende spinn peker i motsatte retning slik at materialet ikke har en netto magnetisering.
Spinnmekatronikk er en teknologi som utnytter elektronenes spinnegenskaper til å produsere nanoskala mekaniske enheter, for eksempel små motorer og spinn- og ladnings-pumper, som drives via kollektive spinneksitasjoner (kalt spinnbølger) i det magnetiske materialet. Hittil har denne teknologien hovedsakelig konsentrert seg om å implementere ferromagnetiske elementer i spinnmekatronikk.
