In een ferrimagneet (links) zijn evenveel spins naar boven als naar beneden gericht, maar de grootte is verschillend. Dat resulteert in magnetisatie. In de synthetische ‘ferrimagneet’ (rechts) is dat ferrimagnetisme in feite nagebootst. Door laagjes ijzer met verschillende dikte en/of magnetisatierichting te combineren krijg je een synthetische ‘ferrimagneet’ (afb: Radboud-universiteit)

Onderzoekers van de Radboud-universiteit in Nijmegen hebben een synthetisch ferrimagnetisch materiaal gefabriekt, waarmee het opslaan van optische gegevens een stuk dichterbij zou zijn gekomen. 
De synthetische ferrimagneet is een idee van de Nijmeegse hoogleraar Theo Rasing. Het opslaan van optische gegevens heeft geen dure magnetische materialen nodig. Gegevensopslag is in digitale codering het opslaan van nullen en enen (of enen en tweeën, drieën en vieren enz). Dan hebben we dus een stukje materiaal (met een elektron als voorlopig kleinste stukje materiaal) nodig dat in twee toestanden kan verkeren, waarbij die toestand stabiel is zolang er niet aan ‘geklungeld’ wordt. Magneetjes hebben die eigenschap. Het probleem is dat het ompolen van die magneetjes een tamelijk traag en energieintensief proces is.

Een alternatief is schakelen met licht. Dat dat kan hebben ze in Nijmegen zes jaar geleden al laten zien.  Probleem wat de bruikbaarheid betreft was alleen dat daarvoor dure zeldzame aarden zoals neodymium nodig zijn en sedertdien zijn de onderzoekers op zoek geweest naar dat goedkope lichtschakelbare materialen. Rasing: ‘Optisch schakelen is alleen mogelijk in bepaalde magneten, zogeheten ferrimagneten. Deze magneten worden gemaakt van zeldzame aarden, duur materiaal, die bovendien moeilijk te produceren zijn op nanoschaal. Nu hebben we aangetoond dat het ook mogelijk is synthetische ferrimagneten met licht te schakelen.”
Deze lichtschakelbare magneten kunnen zonder zeldzame aardemetalen. Rasing denkt dat de ontwikkeling van deze synthetsiche ferrimagneten het begin is van een fundamenteel andere manier van gegevensopslag en mogelijk zelfs gegevensverwerking.

Bij ferrimagnetisme zijn de magneetspins niet allemaal even groot. Rasing: “Het lijken antiferromagneten, waarbij de spins gepaard en tegengesteld zijn, met dat verschil dat die spins in grootte verschillen en daarom hebben ferrimagneten netto een magnetisch moment .” Die eigenschap kan worden nagenootst door antiferromagnetische ijzerlaagjes te maken met daartussen een dunne laag ander materiaal. “IJzer is een ferromagneet. Alle spins hebben dezelfde richting en grootte. Als je twee lagen met een verschillende dikte en tegengestelde magnetisatie samenvoegt, krijg je ook een netto-magnetisch moment. Het koppelen van spins werkt ook zo in eenzelfde tweestappenproces zoals we voor de normale ferrimagneten hebben gebruikt.” Rasing gebruikte bij zijn onderzoek een model dat is ontwikkeld aan de universiteit van York. “Uit hun model rolde dat dat mogelijk was en we hebben gezamenlijk een octrooi hierop aangevraagd. Inmiddels zijn er al andere groepen die op die manieren synthetische ferrimagneten maken en ze worden ook al getest.”

Bron: Science Daily