Il ruolo dello spin elettronico
La differenza tra un ferromagnete e un antiferromagnete ha a che fare con una proprietà chiamata spin elettronico. Questo spin ha una direzione. Gli scienziati rappresentano la direzione con una freccia, che può puntare verso l’alto o verso il basso o in qualsiasi direzione intermedia. Nel ferromagnete magnetizzato menzionato sopra, le frecce associate a tutti gli elettroni negli atomi di ferro possono puntare nella stessa direzione, diciamo, verso l’alto. Invertendo il campo magnetico si inverte la direzione degli spin elettronici. Quindi, tutte le frecce puntano verso il basso. Questa inversione porta alla rotazione del cilindro.
Esperimento con antiferromagnete
Negli antiferromagneti, invece che gli spin elettronici puntino tutti verso l’alto, ad esempio, si alternano da su a giù tra elettroni adiacenti. Questi spin opposti si annullano a vicenda, e gli antiferromagneti quindi non rispondono ai cambiamenti in un campo magnetico come fanno i ferromagneti.
Risultato dell’esperimento
Il team ha scoperto che gli impulsi cambiano la proprietà magnetica del materiale mescolando l’orientamento ordinato degli spin elettronici. Le frecce per lo spin elettronico non si alternano più tra su e giù in modo ordinato, ma sono disordinate.
Implicazioni della scoperta
Lo spin elettronico in un antiferromagnete stratificato ha anche un effetto a tempi più lunghi di picosecondi. In uno studio precedente utilizzando le strutture APS e CNM, i membri del team hanno osservato che i movimenti fluttuanti degli strati rallentavano notevolmente vicino alla transizione dal comportamento disordinato a quello ordinato per gli spin elettronici.
La scoperta chiave
La scoperta fondamentale nella nostra ricerca attuale è stata trovare un legame tra lo spin elettronico e il movimento atomico che è speciale per la struttura stratificata di questo antiferromagnete,” ha detto Zong. “E poiché questo legame si manifesta a tempi così brevi e a scale di lunghezza così piccole, immaginiamo che la capacità di controllare questo movimento cambiando il campo magnetico o, in alternativa, applicando una piccola tensione avrà importanti implicazioni per i dispositivi nanometrici.”
Conclusione
In sintesi, la ricerca ha rivelato un legame tra lo spin elettronico e il movimento atomico in un antiferromagnete stratificato. Questa scoperta potrebbe avere importanti implicazioni per i dispositivi nanometrici, offrendo la possibilità di controllare il movimento a scale di tempo e lunghezza estremamente piccole.