Международная команда учёных разработала спинтронный способ записи данных в антиферромагнитном материале — тонкой плёнке арсенида меди и марганца (CuMnAs), выращенной методом молекулярной эпитаксии в Ноттингемском университете (Великобритания).

Атомные спины антиферромагнетиков ориентированы взаимно противоположно, из-за чего они погашают друг друга и не дают внешнего магнитного поля. Обычно запись данных на магнитных носителях осуществляется инвертированием полярности спина с помощью электрического тока. Для антиферромагнетиков это не подходит, но доктор Питер Уэдли (Peter Wadley) с коллегами нашёл решение, основанное на спинтронике: спиновая пара не «опрокидывается», а поворачивается.

«Вместе они поворачиваются легко, тогда как индивидуально их сдвинуть невозможно. Физический механизм тут красив и сложен, но осуществить на практике это довольно просто. Мы используем электрический ток, чтобы записать (повернуть) бит, и меньший ток, чтобы его считать», — заявил Уэдли. Немаловажно, что по плотности используемого тока такой метод сопоставим с коммерческими технологиями магнитных носителей.

Ряд качеств нового антиферромагнитного материала, и в первую очередь, продемонстрированная в экспериментах устойчивость к воздействию экстремальных температур (от 150 до 304 К) и сильных магнитных полей (до 12 Тл), делают его весьма привлекательным для использования в хранении данных.

Отсутствие внешнего магнитного поля не только блокирует неавторизованное считывание информации, но также означает, что индивидуальные магнитные зоны можно размещать гораздо плотнее, чем домены в современных устройствах магнитной записи. Кроме того, этот материал имеет крайне высокую теоретическую скорость коммутации, на три порядка превосходя в этом отношении сегодняшние магнитные носители.

Особенный оптимизм авторам, рассказавшим о своём исследовании в журнале Science, внушает тот факт, что плёнка CuMnAs это лишь первый протестированный и один из многих антиферромагнитов. Вполне возможно, что материаловеды смогут предложить вариант с намного лучшими свойствами, увеличив и без того огромный потенциал сделанного открытия.