Japonya’dan araştırmacılar, ferromanyetik oksit filmlerinin “düzlem içi mıknatıslanması” nedeniyle elektronların sapmasından kaynaklanan benzersiz bir salon etkisi keşfettiler (srruo3). Srruo içindeki spin-orbit mıknatıslanmanın spontan birleştirilmesinden kaynaklanan3 Filmler, etki, sadece düzlem dışı mıknatıslanmanın salon etkisini tetikleyebileceğine dair yüzyıllık varsayımı bozar.
Şimdi yayınlanan çalışma Gelişmiş Malzemelergelişmiş sensörler, kuantum malzemeleri ve spintronic teknolojilerinde potansiyel uygulamalarla elektron taşımacılığını manipüle etmek için yeni bir yol sunar.
Bir elektrik akımı manyetik bir alanın varlığında bir malzemeden aktığında, elektronları yollarını saptıran ince bir yan kuvvet yaşar. Elektron sapmasının bu etkisine salon etkisi denir – modern sensörlerin ve elektronik cihazların kalbinde yatan bir fenomen. Bu etki iletken malzemenin iç mıknatıslanmasından kaynaklandığında, buna “anormal salon etkisi (AHE)” denir.
Bilim adamları uzun zamandır salon etkisinin sadece mıknatıslama elektron akışı düzleminden gösterildiğinde ortaya çıktığına inanıyorlardı, ancak Japonya’dan yapılan son çalışma bu varsayıma meydan okuyor.
Doçent Masaki Uchida’nın Fizik Bölümü, Bilim Tokyo Enstitüsü (Science Tokyo), aynı bölümden Doçent Hiroaki Ishizuka ile işbirliği içinde ve Tokyo Üniversitesi’nden bir Ahe’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir Ahe’nin, bir Ahe’nin, Tokyo Üniversitesi’nden, bir Ahe’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir AHE’nin, bir Ahe’nin, bir Ahe’nin, elektriğin içinde bir uçağın içinde bile olabileceğini gösterdiğini gösteriyor.
Etki, strontium ruthenate’in ultra ince bir filminde gözlendi (srruo3), mıknatıslanabilen ve manyetizmasını koruyabilen bir ferromanyetik oksit.
Araştırmacılar, Srruo’nun nanometre ölçeğinde büyüyen filmlerini büyüterek başladı3Elektronik bant yapısında, elektronik bantların üç boyutta kesiştiği ingüler noktaları barındıran benzersiz yapısı nedeniyle seçilen. Filmlerin kristal oryantasyonu, spontan düzlem içi spin mıknatıslanmasına (elektron dönüşlerinin hizalanmasından kaynaklanan) bir durum yaratmak için dikkatle kontrol edildi.
Şaşırtıcı bir şekilde, sistemin herhangi bir harici manyetik alan uygulamadan bile büyük bir AHE sergilediğini buldular. Bu yanıt, elektronların yörünge hareketinden kaynaklanan yörünge mıknatıslanması ile yönlendirildi. Uchida, “Bu kendiliğinden AHE uzun zamandır imkansız olduğu düşünülen bir sistemde gözlendi” diyor.
Daha fazla analiz etmek için ekip, uygulanan manyetik alanın farklı kutup ve azimutal açıları altındaki malzemedeki yan voltajı ölçen salon direnci sistematik olarak ölçtü. Polar açılar manyetik alanın eğimini dikey olarak tanımlarken, azimutal açılar düzlem boyunca manyetik alanın yönünü gösterir.
Bu açıların değişmesi, dirençte değişikliklerle sonuçlandı ve salon tepkisinin spin mıknatıslanmasının yönüne nasıl bağlı olduğunu ortaya koydu. Bu deneyler ayrıca, etkilerin spin ve yörünge mıknatıslamaları arasındaki diyagonal bir bağlantıdan kaynaklandığını doğruladı.
Uchida, “Bu içgörüler, kristal yapıdaki ince çarpıklıkların daha yüksek dereceli etkileşimleri nasıl etkileyebileceğini ve beklenmedik elektronik davranışlara yol açabileceğini ortaya koyuyor.”
Bu keşif sadece salon etkisi hakkındaki anlayışımızı yeniden tanımlamakla kalmaz, aynı zamanda malzeme bilimini dönüştürebilecek elektronik davranışları da vurgular. Düzlem içi salon tepkisi için yörünge mıknatıslanması kullanarak, çalışma özel elektronik özelliklere sahip manyetik sensörler gibi malzemeler tasarlamak için yeni yollar açıyor. Bu çalışmadan elde edilen bilgiler, bilgileri depolamak ve işlemek için elektron spin kullanan spintronic teknolojileri için de değerli olabilir.
İleriye baktığımızda, araştırmacılar benzer etkiler için diğer malzemeleri ve geometrileri keşfetmeyi planlıyorlar. Bu salon etkisi ilkelerini tasarlanan kuantum malzemelerinde daha da genişleterek, araştırmacılar daha zengin elektronik davranışları daha da ortaya çıkarabilirler-yeni nesil elektronik cihazların yolunu sunabilirler.
