اثبات وجود خاصیت فرومغناطیسی در نیمه‌رساناهای نانومقیاس

تنی چند از محققانی که در دانشگاه پرینستون آمریکا فعالیت دارند، اخیراً با
انجام یک مطالعه تحقیقاتی تأییدی عملی برای آنچه یک فیزیک‌دان ژاپنی حدود
چهل سال قبل مطرح نموده بود، یافتنند.

آنها با بررسی نیمه‌رساناهای دارای ناخالصی نوع n و شبیه‌سازی‌هایی که با
استفاده از مدل هوبارد (Hubbard) و روش‌های قطری کردن ماتریس‌ها انجام
دادند، با کمال تعجب دریافتند که به‌رغم بر هم‌کنش‌های پاد فرومغناطیسی قوی
الکترون، ناخالصی‌های این نیمه‌رساناها، در صورت افزودن مقدار کمی الکترون
اضافی(و نه حفره)، این موادِ در مقیاس نانو درست شبیه به نیمه‌رساناهای
مغناطیسی دارای ناخالصی‌های xMnxAs -1Ga، خاصیت فرومغناطیسی قابل توجهی را
از خود نشان می‌دهند، همچنین آنها دریافتند که با این روش می‌توان حالت‌های
پایه دلخواه با اسپین بالا را که جفت شدگی اسپین – مداری کمتری نسبت به
سایر مواد با همان ممان مغناطیسی دارند، در نانوخوشه‌ها ایجاد نمود. این
پدیده به‌ویژه در کاربردهایی مانند محاسبات کوانتومی بسیار مفید خواهد بود.

اکنون این محققان به‌ دنبال آن هستند که آیا این رفتار فرومغناطیسی در
مقیاس‌های بزرگ‌تر هم وجود دارد، یا اینکه فقط یک اثر کاملاً نانومقیاس
است. آنها در مراحل بعدی تأثیر شکل هندسی و اندازه این مواد در شکل‌گیری
چنین پدیده‌ای را در ساختارهای مختلف مورد مطالعه قرار خواهند داد. گفتنی
است نتایج این تحقیق در نشریه Physical Review B به چاپ رسیده‌است.