ارائه مکانیسم محاسباتی برای توضیح اثر میدان مغناطیسی در مقاومت دیواره‌های نانومتری در دانشگاه تربیت

دیواره های مغناطیسی که بین دو ناحیه مغناطیسی با مغناطش ناهم راستا تشکیل می‌گردند اثرات بسیار جالبی را بر روی مقاومت الکتریکی ایجاد می‌کنند، به قسمی که هم مقاومت مغناطیسی (MR ) مثبت (افزاینده ) و هم MR منفی (کاهنده) برای آنها گزارش شده است. ابعاد این دیواره ها از چند آنگستروم تا ۱۰۰ نانومتر متغیر می‌باشد و تاکنون تئوری واحدی برای توضیح همزمان مقادیر مثبت و منفی MR در تمام شرایط ترابردی گزارش نشده است. این در حالی است که مقادیر زیاد (MR) در تکنولوژی ثبت و خواندن داده‌ها بسیار حائز اهمیت می‌باشد.
دکتر آرش فیروزنیا دکترای فیزیک و استاد دانشگاه تربیت معلم آذرشهر برای توضیح اثر میدان مغناطیسی در مقاومت دیواره‌های نانومتری، مکانیسم محاسباتی جدیدی ارائه کرده است.
وی جزئیات پژوهش خود را اینگونه توضیح می‌دهد: “در مکانیسم پیشنهادی تاثیر کوچک شدن اندازه‌ی یک ساختار بر به وجود آمدن پهنای حالت‌های موج K مشخص گردیده و بر هم پوشانی باندهای اسپینی متفاوت تحت یک میدان مغناطیسی به اثبات رسیده است. هم پوشانی باندهای اسپینی به نوبه‌ی خود باعث افزایش مقاومت برحسب میدان مغناطیسی خواهد شد، این در حالی است که این پدیده و وجود این مکانیسم در سیستم‌های با ابعاد بزرگ و ماکروسپیک کاملاً منتفی است. به بیان ساده‌تر، هنگامی که سیستم در ابعاد نانومتراست حالت‌هایی پیش می‌آید که توابع موج، حالت هامیلتونی و روی هم افتادگی پیدا می‌کنند. این سبب می‌گردد که میدان مغناطیسی در مقاومت نقش پیدا کند.
از نگاه علم داده پردازی، هر چه مقاومت مغناطیسی مثبت‌تر باشد, عملکرد سیستم مفیدتر است. زیرا ناحیه‌های مغناطیسی ریزتر را می‌توان با آن تشخیص داد و در نتیجه در حجم کمتر اطلاعات بیشتری ذخیره می‌شود. در مکانیسم پیشنهادی، شرایطی پیش بینی شده که تحت آن می‌توان به مقاومت مثبت دست یافت. در حصول این شرایط، چگالی ناخالصی‌ها تعیین کننده می‌باشد. معادله انتخابی برای این مدل، معادله‌ی بولتزمن می‌باشد که در مقیاس نانو از دقت کافی برخوردار است.”
این طرح در قالب یک پروژه دکترا انجام گرفته و از حمایت‌های تشویقی ستاد بهره‌مند گردیده است.
جزئیات این پژوهش در مجله‌ی European physical ( جلد ۵۴، صفحات ۱۰۷-۱۰۳ ، سال ۲۰۰۶) منتشر شده است.