"Ferromagnetyczne materiały dla kontrolowanego pozycjonowania ścian domenowych"

W literaturze, w tym również w naszych wcześniejszych pracach, pokazano, że w cienkich warstwach magnetycznych charakteryzujących się występowaniem gradientu prostopadłej anizotropii magnetycznej (PMA) procesy przemagnesowania, w polu magnetycznym przyłożonym prostopadle do płaszczyzny warstwy, zachodzić mogą poprzez propagację pojedynczej ściany domenowej (DW) w kierunku równoległym do gradientu (HC). Ta właściwość może być wykorzystana dla kontrolowanego ruchu DW. W warstwach takich, poprzez przyłożenie odpowiedniego pola magnetycznego ściana domenowa może być umieszczona w zadanym miejscu. Do możliwych zastosowań tego efektu zalicza się transport komercyjnie wytwarzanych kulek o średnicach około 1 µm, wypełnionych superparamagnetycznymi cząsteczkami (Dynabeads ® Magnetic Beads). Takie kulki tworzące zawiesinę rozprowadzoną nad warstwą pułapkowane są poprzez niejednorodne pole magnetyczne nad ściana domenową. Powierzchnie kulek można sfunkcjonalizować molekułami związków, które mają być badane. W efekcie, kontrolowany przemieszczaniem ściany domenowej, transport Dynabeads® może znaleźć zastosowanie w urządzeniach typu „lab-on-a-chip” (urządzeniach pozwalających na prowadzenie eksperymentów chemicznych i biochemicznych z małymi ilościami odczynników) do transportu badanych substancji. Układy warstwowe charakteryzujące się anizotropią prostopadłą i gradientem pola koercji (przełączania) znajdują zastosowanie również w sensorach rejestrujących maksymalne wartości zmiennych pól magnetycznych lub w magnetycznym zapisie informacji opartym o zasadę magnetycznego rejestru przesuwającego. Wykonawcy projektu [grupy badawcze z Instytut Fizyki Molekularnej Polskiej Akademii Nauk (IFM) i Uniwersytet w Kassel (UniK)] posiadają uznane w środowisku doświadczenie i osiągnięcia (udokumentowane publikacjami w renomowanych czasopismach naukowych) w zakresie wytwarzania i badania warstw z gradientem anizotropii (pola koercji). Celem zaplanowanych w projekcie badań jest: i) Określenie warunków (anizotropia, gradient anizotropii lub pól koercji/przełączania, oddziaływanie międzywarstwowe) pozwalających na realizację procesu przemagnesowania poprzez propagację pojedynczej ściany domenowej, ii) Opracowanie różnych metod wytwarzania warstw z kontrolowanym gradientem pola koercji lub przełączania (dHC/dx lub dHS/dx). Poza stosowanymi dotychczas metodami bazującymi na zmianach anizotropii uzyskanymi w wyniku bombardowania jonowego z gradientem dawki lub poprzez zastosowanie klinowych warstw ferromagnetycznych, zamierzamy uzyskać kontrolowany gradient dHS/dx poprzez wprowadzenie gradientu oddziaływania pomiędzy warstwami ferromagnetycznymi lub poprzez modyfikację anizotropii wywołaną odpowiednim doborem warstw otaczających warstwy ferromagnetyczne.

2014