Forscher haben eine bahnbrechende Methode zur Manipulation der magnetischen Eigenschaften von Quantenmaterialien durch angelegte Spannung entdeckt. Diese Entdeckung, die sich auf Lanthan-Strontium-Manganit (LSMO) konzentriert, wurde am 17. Januar 2025 in der Zeitschrift Nano Letters veröffentlicht.
LSMO zeigt einzigartige Verhaltensweisen; es wird bei niedrigen Temperaturen magnetisch und metallisch, wechselt jedoch bei Erwärmung in einen nicht-magnetischen und isolierenden Zustand. Die innovative Forschung zeigt, dass die Anwendung von Spannung auf LSMO in seiner magnetischen Phase Regionen mit unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften erzeugen kann, ein Phänomen, das in magnetischen Materialien normalerweise nicht beobachtet wird.
Diese spannungsinduzierte Abstimmung des Magnetismus eröffnet neue Wege für energieeffiziente Steuerungsmethoden, die entscheidend für die Entwicklung neuromorpher Schaltungen sind, die die Informationsverarbeitung im menschlichen Gehirn nachahmen. Die doppelte Fähigkeit von LSMO, sowohl seine magnetischen Eigenschaften als auch seinen elektrischen Widerstand anzupassen, erhöht sein Potenzial zur Schaffung fortschrittlicher neuromorpher Geräte.
Durch den Einsatz von ferromagnetischen Resonanztechniken konnte das Forschungsteam mehrere magnetische Phasen innerhalb von LSMO nachweisen, die jeweils durch unterschiedliche Frequenzen der Elektronenspin-Oszillationen gekennzeichnet sind. Bemerkenswerterweise führten geringfügige Spannungsanpassungen zu signifikanten Verschiebungen dieser Frequenzen und zeigen so die Sensibilität und Anpassungsfähigkeit des Materials.
Die Implikationen dieser Entdeckung erstrecken sich auf den Bereich der Spintronik, wo LSMO als entscheidende Komponente bei der Gestaltung von spintronischen neuromorphen Geräten dienen könnte. Diese Geräte versprechen, die künstliche Intelligenz zu revolutionieren, indem sie eine schnellere, intelligentere und energieeffizientere Informationsverarbeitung ermöglichen.