Skräddarsytt för datorer beräknas med skrovliga ytor
Datorns hårddisk behöver magnetiska sensorer för att fungera väl. De senaste åren har utvecklingen av nya material inneburit att datorns prestanda ständigt ökat. Nu har en forskargrupp, ledd av professor Olle Eriksson vid Uppsala universitet, med en ny teori förbättrat möjligheterna att skräddarsy ett materials magnetiska egenskaper. Resultaten publiceras inom kort i forskningstidskriften PNAS.
Förståelsen av egenskaperna hos de magnetiska material som är den viktigaste komponenten i lagringsmedia, som hårddisken hos en dator eller en magnetoptisk CD, har tagit ett kliv framåt. Professor Olle Eriksson, professor i teoretisk magnetism vid Uppsala universitet, och hans forskargrupp har för första gången tagit fram en teoretisk modell för beräkningar, som ger resultat som stämmer mycket väl överens med data från utförda experiment.
De senaste åren har nya experimentella metoder inom materialfysik och materialkemi lett till att man kan framställa material som aldrig tidigare existerat. Med tekniker som ”spluttring”, ”laserablation”, ”molekylstråleepitaxi” och ”kemisk ångdeponering”, kan ett material fås att växa fram atomlager för atomlager. Metaller lagrade på detta sätt är inte legeringar, utan består helt enkelt av extremt tunna lager av ren metall placerade ovanpå varandra. På detta sätt har man lyckats framställa material med bra egenskaper för exempelvis magnetiska sensorer och även gjort stora framsteg i att kunna bestämma materialens magnetiska egenskaper experimentellt. Detta gör det möjligt för forskarna att skräddarsy magnetiska egenskaper genom intelligent val av materialkombinationer.
Olle Eriksson och hans kollegor har visat att man teoretiskt kan förutsäga de tre viktigaste egenskaperna hos dessa metaller (magnetiska moment, kritisk övergångstemperatur, samt den magnetiska växelverkan mellan lagren) om man antar att kontaktytorna är skrovliga och ibland även överlappar varandra. Nyckeln till deras framgång var alltså att överge det vanliga antagandet att ytorna är släta och väldefinierade. De visar i artikeln att beräkningar av magnetiska egenskaper enligt den nya teorin stämmer mycket väl överens med resultat från experiment utförda på lager av järn och vanadium.
– Våra resultat kan troligen överföras på alla andra typer av multilagrade metaller, säger Olle Eriksson, som tror att resultaten kan göra sökandet efter nya multilager med bättre egenskaper för applikationer inom informationsteknologin betydligt enklare.
Projektet har dirivits i tätt samarbete med experimentell verksamhet vid Ångströmlaboratoriet, lett av professor Björgvin Hjörvarson och professor Peter Svedlindh. Nyligen har Wallenbergstiftelsen bidragit med 7 miljoner kronor från för inköp av en s k MBE-sputter, en maskin för framställning av de atomtunna skikt som beskriv ovan.
Artikeln publiceras denan vecka i PNAS (Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America), se http://www.pnas.org/misc/highlights.shtml#HL15 under titeln ”Roughing up metals”.
Kontaktinformation
Kontaktperson: Professor Olle Eriksson, tel. 018-471 3625, 0704-25 07 77
eller via e-post: olle.eriksson@fysik.uu.se samt professor Björgvin Hjörvarsson 018-471 3837, 0704-25 07 15, eller via e-post: Bjorgvin.Hjorvarsson@fysik.uu.se
