گروهی از محققان آمریکایی توانسته‌اند با استفاده از جریان الکتریکی، نوسانات مغناطیسی حرارتی را کنترل کنند. این کار یک گام بزرگ در مسیر کنترل نویز نانوحسگرهای مغناطیسی و ابزارهای ذخیره اطلاعات به‌شمار می‌رود.
کنترل نوسانات حرارتی با استفاده از جریان اسپینی
گروهی از محققان مرکز علوم نانومقیاس موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST)،
دانشگاه موئنستر و دانشگاه ویرجینیای غربی توانسته‌اند با استفاده از جریان
الکتریکی، نوسانات مغناطیسی حرارتی را کنترل کنند. این کار یک گام بزرگ در
مسیر کنترل نویز نانوحسگرهای مغناطیسی و ابزارهای ذخیره اطلاعات به‌شمار می‌رود.
در این کار نوسانات مغناطیسی یک دیسک آلیاژی نیکل-آهن (پرمالوی) به قطر ۲ میکرومتر
با استفاده از پراکنش نور میکرومتمرکز Brillouin و حین عبور جریان از یک ورق
پلاتینی پایه اندازه گرفته شد. جریان عبوری موجب ایجاد یک جریان اسپینی می‌شود که
از طریق سطح پشتی دیسک پرمالوی به آن تزریق می‌گردد. الکترون‌های عبوری از نوار
پلاتینی بسته به اسپین آنها در حین عبور از این ورق پراکنده می‌شوند: الکترون‌های
با اسپین «بالا» کمی به سطح سمت بالایی و الکترون‌های با اسپین «پایین»، کمی به سمت
سطح پایینی ورق متمایل می‌شوند. این «اثر اسپین هال» بدون ایجاد جریان الکتریکی یک
جریان اسپینی در سطح پایین دیسک مغناطیسی ایجاد می‌کند. اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهند
که اگر اسپین‌های تزریق شده موازی با اسپین‌های دیسک مغناطیسی باشند، نوسانات
حرارتی مربوط به مغناطیسی شدن دیسک کم می‌شوند و اگر جهت اسپین‌های تزریق شده مخالف
جهت اسپین‌های دیسک مغناطیسی باشند، نوسانات حرارتی مربوط به مغناطیسی شدن دیسک به
شدت تقویت می‌شوند. این محققان توانستند با کنترل جریان عبوری از نوار پلاتینی، این
نوسانات را به شکل کنترل‌شده تا نیم برابر سطح حرارتی‌شان کاهش داده و یا تا ۲۵
برابر این سطح افزایش دهند.
جمعیت اندازه‌گیری شده برای برانگیختگی‌های مغناطیسی دیسک با توزیع حرارتی تفاوت
دارد که نشان می‌دهد اثر مشاهده شده مربوط به گرم شدن یا سرد شدن معمولی نیست. این
یافته های بسیار جالب نگرش جدیدی در زمینه پدیده جریان اسپینی ایجاد کرده و مسیری
برای دستکاری کنترل‌شده نوسانات در ابزارهای نانومغناطیسی آینده ارائه می‌دهد.
جزئیات این کار در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.
