Vật liệu perovskite mới có thể cho ra đời ổ cứng lưu trữ dữ liệu thế hệ mới

Nghiên cứu mô tả chất bán dẫn quang từ tính chưa từng có, đã được công bố trên tạp chí Nature Communications

Khi chúng ta tạo ra càng nhiều dữ liệu, thì chúng ta cần có các hệ thống lưu trữ như ổ đĩa cứng có mật độ và hiệu suất cao. Nhưng điều này đòi hỏi các vật liệu từ tính cần được thao tác nhanh và dễ dàng để ghi và truy cập dữ liệu trên đó. Các nhà khoa học tại EPFL đã phát triển được một loại vật liệu perovskite có trật tự từ tính và có thể thay đổi nhanh mà không bị phá hủy do quá trình nung nóng.

Nhóm nghiên cứu đã tổng hợp vật liệu quang từ tính. Pin quang điện perovskite đang dần trở thành một lựa chọn thay thế rẻ hơn cho các hệ thống pin silicon hiện nay và thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học năng lượng. Nhưng vật liệu đặc biệt này, phiên bản sửa đổi của perovskite, thể hiện một số tính độc đáo để có thể được dùng để chế tạo các hệ thống lưu trữ số thế hệ mới.

Từ tính trong vật liệu bắt nguồn từ tương tác giữa các điện tử cục bộ và điện tử di chuyển của vật liệu; đây là kết quả của sự cạnh tranh giữa các chuyển động khác nhau của điện tử. Có nghĩa là trạng thái từ tính được thể hiện trong vật liệu và nó không thể thay đổi nếu không biến đổi cấu trúc của các điện tử về mặt hóa học hoặc cấu trúc tinh thể của vật liệu. Nhưng một phương thức để dễ dàng thay đổi các tính chất từ tính ​​sẽ là lợi thế lớn trong nhiều ứng dụng như lưu trữ dữ liệu từ tính.

Vật liệu mới là chất bán dẫn quang từ tính đầu tiên. Cấu trúc tinh thể mới kết hợp các ưu điểm của cả nam châm từ có mô men từ lưỡng cực được sắp xếp theo trật tự rõ ràng và các chất bán dẫn quang, trong đó việc chiếu sáng tạo ra các điện tử dẫn điện mật độ thấp.

Sự kết hợp của hai đặc tính sinh ra một hiện tượng hoàn toàn mới: đó là sự "nóng chảy" của từ hóa thông qua các điện tử quang, là các điện tử phát ra từ vật liệu khi ánh sáng chiếu vào. Trong vật liệu perovskite mới, ánh sáng đỏ yếu hơn nhiều kim laser, đủ để phá vỡ hoặc làm "nóng chảy" trật tự từ tính của vật liệu và tạo ra các điện tử chuyển động với mật độ cao, có thể tự do và liên tục được điều chỉnh bằng cách thay đổi cường độ ánh sáng. Sự thay đổi từ tính trong vật liệu diễn ra cực nhanh, gần như chỉ một phần nghìn triệu giây.

Các tính chất của vật liệu mới dù vẫn cần được thử nghiệm, nhưng có thể được sử dụng để chế tạo các hệ thống lưu trữ có công suất cao nhưng tiêu thụ ít điện năng.

N.P.D-NASATI (Eurekalert)