غشاء مشدود يغيّر النمط المغناطيسي سريع
غشاء رقيق من أكسيد الحديد SrFeO3 يستقر على ركيزة تمدّه قليلًا. داخل الغشاء، تلتف العزوم المغناطيسية للذرات في شكل حلزوني، مثل سلم حلزوني. غيّر التمدد هذا السلم: أصبحت الخطوة أقصر، ومال المحور نفسه.
السبب يكمن في الأكسجين. الشبكة الممدودة تفقد ذرات الأكسجين بسهولة أكبر، تاركة فراغات. تدفع الفراغات ذرات الحديد المتجاورة بعيدًا عن بعضها، فتتغير رابطة الحديد مع الأكسجين. نوع واحد من التبادل المغناطيسي (المباشر، عبر الأكسجين) يقوى، بينما يضعف الآخر (عبر الإلكترونات المتنقلة). ونتيجة لذلك، ينضغط الحلزون ويميل.
هذه الحيلة — التحكم في المغناطيسية عبر التمدد الكيميائي — تفتح الطريق لضبط الأنماط المغناطيسية دون الحاجة إلى مجالات مغناطيسية قوية. في المستقبل، سيكون هذا مفيدًا للأجهزة التي تنقل المعلومات ليس عبر الإلكترونات بل عبر الدوامات المغناطيسية.
أكسيد الحديد SrFeO3 ينتمي إلى عائلة مواد يفقد فيها الأكسجين بسهولة من الشبكة، مثلما يفقد الإسفنج الماء. كل جزيء أكسجين يغادر يترك خلفه فراغًا يدفع الذرات المجاورة بعيدًا قليلًا.
في رواية «العمى الكاذب» لبيتر واتس، تستخدم السفن الفضائية الغريبة الحقول المغناطيسية للتمويه. التحكم بالدوامات المغناطيسية في الأغشية خطوة نحو مثل هذه الغرائب.