Exchange-biaserade tunnfilmer, nanostrukturer, komponenter
- Diarienummer
- SR07-0016
- Start- och slutdatum
- 080801-100630
- Beviljat belopp
- 2 417 000 kr
- Förvaltande organisation
- KTH - Royal Institute of Technology
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Nanoprickar med kopplade magnetiska och antiferromagnetiska lager skall undersökas. Genom att skapa prickar med multipla lager kan en djupare förståelse av exchange bias i såna system nås. Genom att titta på magnetiseringsdynamiken i dessa prickar med avseende på temperatur, form, densitet och material så kan vi uppnå en förståelse av vad som sker i ett exchange bias system när storleken på de magnetiska domänerna krymper. För att studera interaktioner kommer FORC metoden att användas. Genom att kombinera många nya magetiska karaktäriseringstekniker med moderna tillverkningsprocesser kan vi uppnå nya viktiga insikter om exchange bias och exchange coupling Genom att utnyttja exchange bias kommer en minnescell som medger en stabil rotation av magnetiseringen framställas. Denna stabila rotation gör att en analog minnescell kan användas som en multiplikator i ett neuralt nätverk eller i kodare/avkodare. Slutligen ska vi studera exchange bias påverkan på hysteretisk uppvärmning av magnetiska filmer. Genom att olika delar byter magnetiseringsriktning vid olika magnetfält, kan man cirkulera ett externt magnetfäl genom den specifika areans hysteresloop. Detta gör att bara den specifika arean värms upp.
Populärvetenskaplig beskrivning
I en första studie kommer kvanprickar av magnetiska material att tillverkas. Kvantprickarna formas med speciella tekniker till att vara väldefinierade former ca 100nm i diameter. De kan tex vara elliptiska eller rombiska. Genom attkombinera olika material i prickarna så kan man studera vad som sker när förutsättnignarna för magnetism förändras. De magnetiska egenskaperna beror på kvantprickarnas storlek och de olika processer som försigår i en magnetisk tunnfilm förhindras till stora delar. Detta gör att man kan se vilka faktrer som påverkar normala falla av magnetism. Genom att studera prickarnas magnetism och titta på hur den beror av olika faktorer, såsom temperatur, form på prickarna, material i prickarna,antalet prickar och avståndet mellan dem mm så kan man utröna hur de magnetiska frloppen sker i fall där flera material samverkar. Genom den kunskap som kommer fram genom en sån studie så kan man framställa helt nya intressanta fenomen. I ett specifikt fall så kan man designa en kvantprick som har en magnetisering som lätt går att rotera till en önskad vinkel. Denna vinkel kan då representera ett tal, antingen mellan 0 och 1 eller något annat. Om flera sådana bitar sätts ihop kan de användas till att multiplicera tal. En sådan multiplikator är en nödvändig komponent i ett såkallat neuralt nätverk. Ett neuralt nätverk är ett intelligent system som tar beslut beroende på det stimuli det blir utsatt för. Andra system använder också multiplikatorer, tex delar av vissa kommunikationssystem. Genom att utnyttja effekter som uppkommer när olika material kommer i kontakt med varandra kan man styra hur magnetiseringen i ett material reagerar på ett magnetiskt fält. Genom att kombinera detta med teknik för induktionsvärmning så kan man få fram ett system som värmer där man väljer. Även om systemet är litet. Det är viktigt att det material man använder sig av är tunnt, annars kommer en effekt som inte beror på hur materialen är ihopkopplade att dominera uppvärmningen och valfriheten går förlorad.