Kompas wijst naar het westen

29 maart 2019, 16:10
Kompas wijst naar het westen: onderzoekers hebben een nieuw magnetisch verschijnsel op nanometer-schaal ontdekt (foto: Colourbox).
Kompas wijst naar het westen: onderzoekers hebben een nieuw magnetisch verschijnsel op nanometer-schaal ontdekt (foto: Colourbox).

Onderzoekers van het Paul Scherrer Institute en de Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (beide Zwitserland) hebben een opmerkelijk magnetisch verschijnsel ontdekt. Dit verschijnsel doet zich voor op nanoschaal en maakt het mogelijk magneten in ongebruikelijke configuraties te construeren. Dat op zijn beurt kan van pas komen in de computertechnologie en bij de opslag van data.

Noordpool en zuidpool

Magneten worden gekenmerkt door het feit dat ze een noord- en een zuidpool hebben. Wanneer normale magneten bij elkaar worden gehouden, trekken tegengestelde polen elkaar aan en stoten gelijke polen elkaar af. Dat is de reden waarom normale magneten als kompasnaald kunnen worden gebruikt zodat we weten waar het noorden en zuiden zijn en dus ook het oosten en het westen.
 


Wanneer een groep kobaltatomen naar het noorden of zuiden is gericht (rood), wijzen kobaltatomen daarnaast naar het westen of oosten. Hiertoe moeten de kobaltatomen worden gesandwiched tussen een laagje platina (onder) en een laagje aluminiumoxide (hier niet getekend) (afbeelding: Paul Scherrer Institute/Zhaochu Luo).
 

De onderzoekers hebben nu echter een heel bijzondere magnetische interactie ontdekt die op nanoschaal werkt (vandaar de benaming nanomagneten). Deze interactie is theoretisch al meer dan zestig jaar geleden voorspeld door de natuurkundigen Igor Dzyaloshinskii en Toru Mariya. Hierbij wijzen de atomaire ‘kompasnaaldjes’ niet alleen in de noord/zuid-richting maar ook in de oost/west-richting. In welke richting ze wijzen hangt af van de richting waarin naburige atomen wijzen.

1,6 nanometer

De onderzoekers konden deze noord/zuid- en oost/west-oriëntatie aantonenin een laagje kobaltatomen van slechts 1,6 nanometer dik, gesandwiched tussen een laagje platina en een laagje aluminiumoxide.

Het opmerkelijke is dat de interactie zich in één vlak afspeelt. Dit maakt de ontwikkeling van planaire magnetische netwerken mogelijk. Zo zouden bijvoorbeeld synthetische antiferromagneten kunnen worden geproduceerd, op basis waarvan efficiëntere computergeheugens, schakelaars en logische poorten kunnen worden gebouwd.

Het onderzoek is gepubliceerd in Science.

Bron: ETH Zürich

Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items