كشفت دراسة نُشرت في مجلة Nature Materials عن طريقة جديدة لضبط المغناطيسية بدقة باستخدام مادة CrPS₄، مما يوفر إمكانية تطوير تقنيات مغناطيسية ذكية أسرع وأصغر وأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة. CrPS₄ هي مادة فائقة الرقة بسمك بضع ذرات فقط، واكتشف الباحثون أنه يمكن التحكم بدقة في السلوك المغناطيسي دون الحاجة إلى تكديس مواد مختلفة، فقط من خلال تغيير ترتيب الطبقات داخل CrPS₄.

المغناطيسية هي جوهر عمل الذاكرة الرقمية، لكن التحكم في السلوك المغناطيسي، خاصة ظاهرة التحيز التبادلي، ظل تحديًا علميًا. في الطرق التقليدية، يحدث التحيز التبادلي عند واجهات غير مثالية مدفونة عميقًا بين مواد مختلفة، مما يجعل دراستها والتحكم فيها صعبًا. ومع ذلك، استخدمت هذه الدراسة مادة CrPS₄، حيث تشكلت مناطق ذات مغناطيسية مختلفة بشكل طبيعي في شرائح فائقة الرقة بسبب سمكها. باستخدام تقنية التصوير المتطورة NV center magnetometry، لاحظ الباحثون كيفية تشكل المناطق المغناطيسية وتفاعلها وتحركها عند حدود الطبقات المختلفة. مكّن هذا الاكتشاف الباحثين من تشغيل أو إيقاف التحيز التبادلي كما لو كان مفتاحًا، وهي عملية قابلة للتحكم وقابلة للعكس.

شبه الدكتور إلتون سانتوس من كلية الفيزياء والفلك بجامعة إدنبرة المناطق داخل CrPS₄ بحارات على طريق سريع، حيث تشكل الحدود بينها واجهة مثالية، مما يتيح للباحثين دراسة والتحكم في السلوك المغناطيسي بدقة مذهلة. لا يعمق هذا الاختراق فهم العلماء للمغناطيسية فحسب، بل يضع أساسًا لتصنيع أجهزة مغناطيسية أكثر ذكاءً وأصغر وأكثر موثوقية. تتميز مادة CrPS₄ باستقرارها في الهواء وسهولة التعامل معها، مما يجعلها خيارًا مثاليًا للتطبيقات العملية. أشار الباحثون إلى أن هذا الاكتشاف قد يدفع تطوير رقائق تخزين فائقة الضغط، ومستشعرات قابلة لإعادة التكوين، وحتى أجهزة حوسبة كمومية تعتمد على مبادئ مغناطيسية.