Ve spolupráci s badateli z MFF UK a kolegy z Velké Británie a Japonska jsme představili realizaci nového principu spintronické součástky založené na antiferomagnetu. Dnes známé spintronické součástky, používané například v čtecích hlavách pevných disků nebo paměťových čipech, jsou založeny na feromagnetech. V těchto materiálech mají spiny elektronů tendenci orientovat se jedním směrem a proto se materiál navenek chová jako silný magnet. Existuje ovšem mnohem větší rodina materiálů, ve kterých se spiny elektronů v okolí jedné skupiny atomů v krystalové mříži orientují jedním směrem a v okolí jiné skupiny atomů opačným směrem. Tyto tzv. antiferomagnety jsou atraktivní mj. tím, že své magnetické chování projevují jen uvnitř krystalu, zatímco navenek se chovají jako nemagnetické. Proto se antiferomagnetické látky na dálku vzájemně magneticky neovlivňují, což je cenná vlastnost zvláště s ohledem na hustotu součástek v dnešních integrovaných obvodech. Doposud nebylo ovšem známo, na jakém principu by mohla spintronická součástka na bázi antiferomagnetu fungovat. Představili jsme nejen princip, ale i experimentální realizaci takové součástky. Ukázali jsme, že při otočení spinů v antiferomagnetu dochází k silné změně elektrického odporu, podobně jako v klasických feromagnetických spintronických součástkách. Kromě možné aplikovatelnosti ve spintronice je tento kvantově-relativistický jev pozoruhodný i z hlediska pochopení základních fyzikálních vlastností pevných látek. Pro výzkum spintroniky a její možné aplikace v oblasti senzorů a počítačových mikrosoučástek se tak před námi otevřela zcela nová oblast antiferomagnetických materiálů s kovovými a polovodičovými vlastnostmi, mnohem širší a bohatší než kovové feromagnety, na které se až doposud spintronické součástky omezovaly.
Antiferomagnetická tunelovací součástka (vpravo) a její magnetoresistenční signál.
1Institute of Physics ASCR, v. v. i., Cukrovarnická 10, Praha, Czech Republic
2School of Physics and Astronomy, University of Nottingham, Nottingham, United Kingdom
3Faculty of Mathematics and Physics, Charles University in Prague, Ke Karlovu 3, Prague, Czech
Republic
4Institute of Physics ASCR, v. v. i., Na Slovance 2, Praha, Czech Republic
5Faculty of Science, Charles University in Prague, Hlavova 2030, Prague, Czech Republic
6Hitachi Cambridge Laboratory, Cambridge CB3 0HE, United Kingdom
7Hitachi Ltd, Advanced Research Laboratory, 1-280 Higashi-koigakubo, Kokubunju-shi, Tokyo, Japan
Copyright © 2008-2014, Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
