Το υλικό (Fe₀.₆₃Ni₀.₃Pd₀.₀₇)₃P, γνωστό ως FNPP, είναι ένα μαγνητικό υλικό που εμφανίζει πολύπλοκες μαγνητικές δομές ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου. Το χαρακτηριστικό αυτό το καθιστά ιδιαίτερα ελκυστικό για την περιοχή της σπιντρονικής, έναν τεχνολογικό τομέα που υπόσχεται επεξεργασία δεδομένων με σημαντικά χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας και την ανάπτυξη νέων τύπων μνήμης.
Η επίδραση του παράλληλου μαγνητικού πεδίου
Ερευνητική ομάδα υπό την καθοδήγηση του HZB, χρησιμοποιώντας τον μοναδικό σταθμό VEKMAG στο σύγχροτρον BESSY II, πέτυχε να τροποποιήσει αυτές τις δομές με ελεγχόμενο τρόπο. Εξετάζοντας τα δείγματα FNPP με μαλακές ακτίνες Χ και την τεχνική πτυχογραφίας (ptychography), οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι ένα πολύ ασθενές εξωτερικό μαγνητικό πεδίο παράλληλο προς τις μαγνητικές υφές αρκεί για να τις μετασχηματίσει.
Όπως διαπιστώθηκε, ένα πεδίο μόλις 10 millitesla ήταν αρκετό για να μετατρέψει μια χειρόμορφη δομή λωρίδων σε μια αχειρόμορφη δομή ριπιδίου. Η αλλαγή αυτή προκάλεσε έκπληξη, καθώς η μεταβολή επιτεύχθηκε με εφαρμογή του πεδίου παράλληλα και όχι κάθετα προς τα μαγνητικά πρότυπα.
Ο μηχανισμός πίσω από την αλλαγή
Η συμπεριφορά αυτή εξηγείται από την ανταγωνιστική σχέση διαφορετικών μαγνητικών αλληλεπιδράσεων στο εσωτερικό του υλικού. Ενώ ορισμένες αλληλεπιδράσεις είναι ισοτροπικές, μια βασική αλληλεπίδραση παρουσιάζει ανισοτροπία, έχοντας δηλαδή μια προτιμώμενη κατεύθυνση.
Το ασθενές παράλληλο μαγνητικό πεδίο αποκαθιστά μια νέα ισορροπία μεταξύ αυτών των αλληλεπιδράσεων, αλλάζοντας τη μορφή των λωρίδων. Τα ευρήματα αυτά καθιστούν το FNPP ένα ιδανικό σύστημα αναφοράς για τον εξωτερικό έλεγχο των υφών σπιν και ανοίγουν νέες προοπτικές για τον σχεδιασμό λειτουργικών υλικών στη σπιντρονική.