Nhóm nghiên cứu công bố một báo cáo khoa học trên tạp chí Nature Communications, giới thiệu về giải pháp khiến các nam châm và tín hiệu từ trường có thể liên kết chặt chẽ hiệu quả hơn, được điều khiển bởi điện trường. Phát hiện này đưa đến những khái niệm mới, thân thiện với môi trường cho truyền thông và xử lý dữ liệu hiệu quả.

 

Nam châm được sử dụng để lưu trữ dung lượng lớn dữ liệu. Nam châm cũng có thể được sử dụng để truyền và xử lý tín hiệu, ví dụ như trong các thiết bị điện tử. Có thể sử dụng từ trường bên ngoài để thay đổi dữ liệu hoặc tín hiệu.

Sử dụng tác động từ từ trường bên ngoài có một số hạn chế. Giáo sư Jamal Berakdar thuộc Viện Vật lý tại MLU cho biết: “Việc tạo ra từ trường, giả thiết với bằng một cuộn dây có dòng điện chạy qua đòi hỏi nhiều năng lượng và tương đối chậm”. Nhưng điện trường có thể cho hiệu quả cao hơn đáng kể.

"Nam châm phản ứng rất yếu - nếu có - với điện trường, vì thế rất khó để kiểm soát dữ liệu từ tính bằng những phương pháp sử dụng điện áp," nhà khoa học cho biết. Vì vậy, nhóm các nhà khoa học Đức và Trung Quốc nghiên cứu một phương pháp mới nhằm tăng cường phản ứng của từ tính với điện trường.

Ông Berakdar giải thích: “Chúng tôi muốn tìm hiểu xem liệu các lớp từ tính xếp chồng lên nhau có phản ứng khác nhau về cơ bản với điện trường hay không? Ý tưởng là: Các lớp từ tính đóng vai trò là các kênh dữ liệu cho những tín hiệu từ tính. Nếu một lớp kim loại, ví dụ như bạch kim, được chèn vào giữa hai lớp từ tính, thì dòng điện chạy trong kim loại sẽ làm suy giảm tín hiệu từ tính ở một lớp nhưng lại khuếch đại tín hiệu từ ở lớp kia”.

Thông qua phân tích và mô phỏng chi tiết, nhóm nghiên cứu đã chứng minh, cơ chế này có thể điều khiển chính xác bằng phương pháp điều chỉnh điện áp.

Dòng điện thúc đẩy hiệu ứng này và cho phép điều khiển chính xác và hiệu quả các tín hiệu từ trường. Ngoài ra, cấu trúc này có thể được thực hiện trên quy mô nano, khiến phát hiện này có ý nghĩa rất lớn đối với những ứng dụng điện tử nano.

Các nhà nghiên cứu cũng tiến thêm một bước quan trọng trong nghiên cứu. Bằng thực nghiệm mô phỏng, nhóm nghiên cứu chứng minh được, cấu trúc thiết kế mới cũng phản ứng mạnh hơn với ánh sáng hay nói chung là với sóng điện từ.

Phát hiện này rất quan trọng trong trường hợp sóng điện từ được truyền dẫn qua các lớp từ tính hoặc sử dụng sóng điện từ điều khiển những tín hiệu từ tính.

Ông Berakdar nói: “Một đặc trưng khác trong ý tưởng mới của chúng tôi là cơ chế này hoạt động với nhiều lớp vật liệu khác nhau, được minh chứng bằng những mô phỏng trong điều kiện thực tế. Chính vì vậy, những phát hiện mới này có thể thúc đẩy phát triển các giải pháp tiết kiệm năng lượng và hiệu quả để truyền và xử lý dữ liệu.

Công trình Nghiên cứu được Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Quỹ Nghiên cứu Đức), Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia Trung Quốc và Quỹ Khoa học Tự nhiên tỉnh Hồ Nam, Trung Quốc tài trợ.