Desde las brújulas utilizadas en la navegación antigua en el extranjero hasta motores eléctricos, sensores y actuadores en automóviles, los materiales magnéticos han sido un pilar a lo largo de la historia humana. Además, casi toda la información que existe en la sociedad contemporánea se registra en medios magnéticos, como el disco durodiscos
Un equipo de investigadores del Centro Brasileño de Investigación de Física está estudiando el movimiento de las paredes del dominio de vórtice, regiones locales de carga que almacenan colectivamente información a través de su configuración, impulsada por campos magnéticos en nanocables ferromagnéticos, que están configurados en línea rectalínea con una rama asimétrica tipo Y. Discuten su trabajo en el de esta semana Revista de Física Aplicada .
La pregunta planteada por el grupo fue: ¿Qué le sucede al muro del vórtice cuando se encuentra con la rama? ¿Cambia su dirección o no, o podría dividirse en dos paredes?
"Para hacer un paralelo simplista, si imaginamos que la pared del vórtice es un tornado y el tornado se está ejecutando en una carretera recta y se encuentra con una encrucijada, ¿qué sucede después? ¿Se puede dividir en dos tornados?", Dijo Luiz Sampaio, investigador del Centro Brasileño de Investigación Física en Río de Janeiro.
En términos generales, los campos magnéticos se pueden usar para cambiar la magnetización de un material magnético, al igual que un imán de barra puede magnetizar una aguja de coser no magnética e incluso puede revertir su magnetización por completo en algunos casos.
El proceso involucrado en la reversión de magnetización a veces exhibe la nucleación y el movimiento de estas paredes de dominio, que constituyen la transición entre dos regiones de carga magnetizadas en diferentes direcciones. El movimiento de la pared de dominio ha sido ampliamente explorado en nanocables ferromagnéticos debido a su alto potencial para aplicacionesen dispositivos espintrónicos, aquellos que usan las propiedades de giro cuántico de los electrones.
El control y la manipulación de estas paredes de dominio es crucial para la realización exitosa de dispositivos de memoria magnética, lógica y sensores. Al modificar la geometría de nanocables, los científicos esperan adquirir un mayor control del movimiento de la pared de dominio y establecer una ruta para lograr confiabilidad en el cambiomagnetización en nanocables ferromagnéticos. El equipo diseñó un estudio utilizando dos pasos.
"Primero, fabricamos muestras usando litografía de haz de electrones, pulverización de magnetrón y técnicas de despegue", dijo Sampaio. Después de la fabricación a escala nanométrica, midieron el comportamiento de magnetización de conmutación mediado por la propagación de la pared del dominio.
El segundo paso fue llevar a cabo simulaciones micromagnéticas para guiar e interpretar los resultados experimentales. "Estas dos herramientas nos permitieron estudiar en detalle los procesos de las paredes del dominio de vórtice en la entrada de la rama", dijo.
Avanzando, el equipo quiere entender si el ángulo entre el nanocable y la rama puede aumentar el comportamiento asimétrico en la entrada de la rama. Esto aumentaría la probabilidad de observar solo un tipo de muro de dominio de vórtice, en sentido horario o antihorario. Esto requerirávariando los ángulos de nanocables con la rama para seleccionar la quiralidad del vórtice.
La comprensión de los aspectos dinámicos de las paredes del dominio de vórtice abre una ruta para un mejor control de su movimiento y trayectoria. Esto puede ser importante para producir puertas lógicas, que pueden basarse en el movimiento de la pared del dominio en línea con tales ramas. La magnetización en ellas ramas se pueden orientar en dos direcciones diferentes a lo largo del eje de nanocables, donde cada dirección serviría como el "0" y el "1" necesarios para el almacenamiento y procesamiento de datos.
"Para proporcionar la confiabilidad necesaria para estas aplicaciones, se requiere un mayor grado de control en la conmutación de magnetización, pero para mejorar la eficiencia de los procesos involucrados en la conmutación de magnetización, la pared del dominio de vórtice parece ser un candidato prometedor".dijo Sampaio.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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