ترکیب ابررسانایی با خواص فرومغناطیس

مواد در مقیاس نانو خواصی متفاوت با مواد توده‌ای دارند، اخیرا پژوهشگران نوع جدیدی از مواد را یافته‌اند که دارای پتانسیل بالایی در به‌کارگیری در ادوات حافظه مغناطیسی دارند. در این ماده جدید، ترکیبات ابررسانا با مواد فرومغناطیس ترکیب شده‌اند.

حوزه نانومواد در حال رشد سریع است. پیشرفت دستگاه‌های جدید بستگی به ارائه مواد جدید با قابلیت تولید انبوه دارد تا بتوان آنها را تولید و در صنعت استفاده کرد. یکی از پروژه‌های اتحادیه اروپا “ابررسانایی-اثر مواد فرومغناطیس روی سیستم‌های هیبریدی نانوساختاری” است. با تعریف این پروژه پژوهشگران می‌توانند روی دسته جدید از نانومواد هیبریدی تحقیق کنند که ترکیبی از ابررساناها و فلزات فرومغناطیس است.

مواد فرومغناطیس به دسته‌ای از ترکیبات اطلاق می‌شود که در حضور میدان مغناطیسی، مغناطیسی می‌شوند. ابررساناها به موادی گفته می‌شود که در صورت کاهش دما به نزدیک نقطه صفر کلوین، تمام مقاومت الکتریکی خود را از دست می‌دهند. مقاومت نقطه مقابل هدایت الکتریکی است، زمانی که یک ماده مقاومت الکتریکی بالا پیدا می‌کند تبدیل به ماده دیامغناطیس می‌شود در این حالت ماده به میدان مغناطیسی جذب نمی‌شود که دلیل آن عدم وجود الکترون‌های جفت نشده است.

ساختار هیبریدی ابررسانا فرومغناطیس، دارای خواص متضادی است. این ساختارها از تعداد معدودی ماده تولید می‌شوند که دارای خواص سینتیکی و حالت‌های کوانتومی پایه تعریف نشده‌ای هستند. این ویژگی‌ها سبب گشته تا بتوان از آنها در نسل جدید ادوات حافظه‌ای مغناطیسی استفاده کرد.

این گروه تحقیقاتی روشی یافته‌اند که با استفاده از آن می‌توان فلزات نرمال و مواد فرومغناطیسی(N) (F-N) و همچنین دو فلز فرومغناطیس (F-F)  را رشد داد و کنترل کرد. آنها توانستند فیلم‌های ابررسانا را در نانوخوشه‌های مغناطیسی قرار دهند که با این کار یک ماده ابررسانا و فرومغناطیس را درون یک فیلم ابررسانا قرار دادند. محققان با استفاده از یک تئوری، موفق شدند وابستگی میدان مغناطیسی مقاومت در مواد فرومغناطیس را به مغناطیسی شدن خوشه‌های مغناطیسی توضیح دهند.

یک چهارچوب نظری برای توضیح وابستگی اسپینی خواص ساختارهای “فرومغناطیس-ابررسانا-فرومغناطیس” و ساختارهای “ابررسانا-فرومغناطیس-ابررسانا” ارائه شد. پژوهشگران برای بررسی آزمایشگاهی این سیستم، مدارات میکرومقیاس هیبریدی طراحی کردند.

کنسرسیوم SFINX پیشرفت‌های زیادی در ارائه توضیحات نظری پیرامون نانوساختارهای هیبریدی “ابررسانا-فرومغناطیس” داشته است. نتایج بدست آمده مبتنی بر مواد نانومقیاس و خواص ذاتی قطعات منفرد است. اگر بتوان از این سیستم در ادوات ذخیره‌سازی مواد مغناطیسی استفاده کرد در آن صورت می‌توان از مزایای مواد ابررسانا و مواد فرومغناطیس به صورت یکجا در این ادوات بهره جست.