Opnar nytt forskingsområde i Noreg

Pengane er nyleg tildelte professoren i Grimstad frå Forskingsrådet sitt prestisjeprogram FRIPRO Unge forskartalentar. Programmet er ein fri og open konkurransearena som femnar alle fag, der fri forsking og vitskapleg kvalitet er avgjerande, og som har som føremål å gje unge og spesielt lovande forskarar sjølvstende og høve til å utvikla eigne idéar.

– Det var veldig moro å få meldinga om at prosjektsøknaden vann fram. Tildelinga gjeld for fire år, og vil i tillegg til meg òg sysselsetja ein stipendiat og ein forskar i ei postdoktorstilling her i Grimstad. Han vil òg opna opp for eit samarbeid med gode kollegaer ved Johannes Gutenberg-universitetet i Mainz i Tyskland, seier Kjetil Magne Dørheim Hals.

Teoretisk fysikk

Professoren ved UiA sitt institutt for ingeniørvitskap arbeider til vanleg innan feltet teoretisk fysikk, med teoretisk spinntronikk og spinnmekatronikk som spesialområde. Begge er område der ein tek utgangspunkt i det som vert kalla spinn-eigenskapane til eit elektron; altså at elektronet spinn rundt sin eigen akse – litt sånn som at jorda snurrar (spinn) rundt seg sjølv. 

Forskingsretninga spinntronikk fokuserer særleg på korleis ein kan utnytta spinnet til elektronet-eigenskapar til å lagra og transportera informasjon i framtidig elektronikk. Spinnmekatronikk derimot ser spesielt på korleis ein kan utnytta spinnet til elektronet-eigenskapar mekanisk, der spinnet kan brukast for å driva mikroskopiske nano-maskiner. Døme på slike maskiner er ultrasmå magnetiske motorar og pumper som vert drivne ved å manipulera spinnretninga til elektrona i magnetiske materialar. 

Antiferromagnetisk spinnmekatronikk

– Det er her vi ynskjer å gå eit skritt vidare: Til no har det meste av forskinga innan spinnmekatronikk konsentrert seg om korleis ein kan implementera ferromagnetiske materialar i spinn-baserte motorar, altså materialer som er magnetiske. Vi ynskjer i staden å sjå nærare på korleis ein kan bruka ein type materialer som ikkje er magnetiske, men som likevel har ein del eigenskapar som er lik ferromagnet. Desse stoffa vert kalla antiferromagneter, forklarer han.

– Det interessante med desse materialane er at spinnretninga til elektrona kan endrast mykje raskare enn i ferromagneter. Man kan difor utvikla spinnmekatronikk som kan operera på mykje kortare tidsskala.  Det langsiktige målet til prosjektet vårt er å opna eit viktig nytt forskingsområde som fokuserer på bruk av nettopp antiferromagnetiske element innan spinnmekatronikkområdet. Den nye retninga har vi kalla antiferromagnetisk spinnmekatronikk, seier han.

Morgondagens spinnelektronikk

Forskingsprosjektet som Forskingsrådet fall for har i hovudsak eit teoretisk fokus. Men Kjetil Magne Dørheim Hals stenger ikkje ute at det kan koma til bruk i praktisk utvikling av nanomaskiner.

– Det må vi sjå etterkvart som det heile utviklar seg. Trur vi det er fornuftig å sjå korleis dette verkar i praksis, har vi òg høve til å inkludera praktikarar i prosjektet, seier han.

– Innsikta og resultata frå forskinga vil likevel først og fremst brukast til å demonstrera teoretisk korleis ein ny type ultrahurtige nanoskala spinnmekatroniske maskiner kan verka – vonleg maskiner som både er meir stabile og gir nye og annleis utgangssignal enn dei som er vorte utforska til no, seier Kjetil Magne Dørheim Hals.