Кремниевые наноленты, сформированные так, что атомы напоминают проволочную сетку, могут оказаться ключом к хранению данных ультравысокой плотности и системам обработки информации в будущем.

Это было ключевым открытием ученых во главе с Полом Снайдерсом из Окриджской национальной лаборатории Министерства энергетики США. Ученые использовали туннельную микроскопию и спектроскопию, чтобы утвердить первые принципиальные вычисления — или модели — которые годами прогнозировали данный результат. Открытие, детализированное в издании New Journal of Physics, утверждает эту теорию и способно приблизить ученых к долгосрочной цели рентабельного создания магнетизма в немагнитных материалах.

«Пока ученые тратили время на исследование кремния — рабочей лошадки современных информационных технологий, мы впервые смогли точно установить, что края нанолент демонстрируют магнитные кремниевые атомы», сказал Снайдерс.

Сюрприз в том, что в то время как сам по себе кремний является немагнитным, края нанолент обладают магнитными свойствами. Снайдерс с коллегами показали, что электронные спины упорядочены антиферромагнитно, а это значит, что они попеременно указывают вверх и вниз. Формируясь таким образом, атомы с поляризованным вверх и вниз спином служат эффективными заменами для обычных нулей и единиц, традиционных для потока электронов.

„Используя спины электронов, являющиеся результатом свойственных разрушенных связей в стабилизированных золотом кремниевых поверхностях, мы сумели заменить обычные нули и единицы спинами, указывающими вниз и вверх“, сказал Снайдерс.

Открытие обеспечивает новый путь для исследования низкомерного магнетизма, отметили ученые. Наиболее важно, что подобные кремниево-золотые поверхности обеспечивают атомарно точный шаблон для односпинных устройств высокоплотного хранения и обработки данных.

„В поиске меньших и менее дорогих магнитов, электродвигателей, электроники и устройств хранения, создание магнетизма в немагнитных материалах может иметь далеко идущие значения“, сказал Снайдерс.