دانشمندان مؤسسه شیمی‌فیزیک جامدات مکس‌پلانک و دانشگاه رادبود هلند دریافته‌اند که مقاومت الکتریکی ترکیب نیوبیوم و فسفر در هنگام قرار گرفتن در معرض میدان مغناطیسی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. این کشف می‌تواند در آینده به تسهیل طراحی دستگاه‌های الکترونیکی بینجامد.

 این مقاومت مغناطیسی عظیم که وظیفه ذخیره‌سازی انبوه را در هارد دیسک‌های جدید دارد، پیش از این در برخی مواد با ساختار پیچیده مشاهده شده بود.

فسفید نیوبیوم یا یک ماده با خواص مشابه که به راحتی قابل تولید است، می‌تواند جایگزین این مواد با ساختار پیچیده باشد.

انتظار می‌رود سیستم‌های الکترونیکی حجم داده‌های رو به افزایش را در زمانی کوتاه‌تر و در فضایی کمتر پردازش و ذخیره‌سازی کنند. خوشبختانه، فیزیکدانان پدیده‌ای موسوم به مقاومت مغناطیسی عظیم را کشف کرده‌اند که به مهندسان برای توسعه اجزای الکترونیکی بهتر و قاعده‌مندی شگفت‌انگیزتر کمک می‌کند.

دانشمندان از این پدیده برای افزایش مقاومت مغناطیسی مواد استفاده می‌کنند. آنها با قرار دادن هارد دیسک‌های جدید در معرض یک میدان مغناطیسی مقاومت آنها را به طور قابل توجهی تغییر می‌دهند. تاکنون در صنعت کامپیوتر از مواد مختلفی که به صورت ساختاری ملیله‌دوزی شکل بر روی هم قرار می‌گیرند، برای دستیابی به تاثیر این پدیده در ذخیره‌سازی مواد استفاده شده است.

به تازگی، دانشمندان موسسه مکس پلانک در درسدن آلمان، در ماده‌ای غیرپیچیده به نام فسفید نیوبیوم، افزایش سریع و 10 هزار برابری مقاومت الکتریکی را مشاهده کرده‌اند.

مقاومت فسفید نیوبیوم در یک میدان مغناطیسی به شدت دچار تغییر می‌شود، چرا که حاملان بار الکتریکی توسط پدیده‌ای به نام نیروی لورنتس منحرف می‌شوند. این نیرو باعث می‌شود درصد زیادی از الکترون‌ها در خلاف جهت میدان مغناطیسی حرکت کنند که این موضوع باعث افزایش مقاومت الکتریکی می‎شود. این ویژگی با عنوان مقاومت مغناطیسی شناخته می‌شود. الکترون‌های فوق سریع مقاومت مغناطیسی را به شدت تغییر می‌دهند.

بینگای یان، محقق موسسه مکس پلانک اظهارکرد: هرچه الکترون‌های یک ماده سریع‌تر حرکت کنند، نیروی لورنتس بزرگتر می‌شود و در نتیجه اثر میدان مغناطیسی افزایش می‌یابد.

بنابراین وی و همکارانش درصدد بررسی ترکیبی از فسفر و نیوبیوم برآمدند. این ماده حاوی حاملان الکترون‌های فوق سریع است که با عنوان الکترون‌های نسبیتی شناخته می‌شوند. سرعت این الکترون‌ها معادل یک هزارم سرعت نور یعنی 300 کیلومتر در ثانیه است.

بینگای یان معتقد است که طراحی ماهرانه مواد، اثر کشف شده در فسفید نیوبیوم را بهبود می‌بخشد. بنابراین این دسته از مواد پتانسیل زیادی برای کاربردهای آینده در حوزه فناوری اطلاعات دارند.

این یافته‌ها در مجله Nature Physics منتشر شده است.