麻省理工研究人員開發新方法控制鐵磁體

原則上,鐵磁性材料應該能夠生產出比今天的傳統鐵磁體更快的數據存儲或邏輯電路,並能將更多的數據裝入特定的空間。但是到目前為止,還沒有簡單、快速和可靠的方法來切換這些磁鐵的方向,以便在數據存儲設備中從0翻轉到1。

麻省理工學院和其他地方的研究人員已經開發出這樣一種方法,即只需使用一個小的外加電壓,就能迅速將鐵磁體的磁極切換180度。研究人員說,這一發現可能開創了鐵磁邏輯和數據存儲設備的新時代。

麻省理工研究人員開發新方法控制鐵磁體

這些發現已經刊登在《自然-納米技術》雜誌上。新系統使用了一種叫做釓鈷的材料薄膜,它屬於一類被稱為稀土過渡金屬鐵磁體的材料。在其中,這兩種元素形成了相互交錯的原子格子,而且釓原子優先將其磁軸排列在一個方向上,而鈷原子則指向相反的方向。合金成分中兩者的平衡決定了材料的整體磁化。

麻省理工研究人員開發新方法控制鐵磁體

但是研究人員發現,通過使用電壓將水分子沿著薄膜表面分成氧氣和氫氣,氧氣可以被排走,而氫原子,或者更准確地說是它們的核,即單質子可以深入到材料中,這改變了磁取向的平衡。這種變化足以將淨磁場方向轉換為180度,正是磁存儲器等設備所需要的那種完全顛倒。因為這種變化只是通過改變電壓來完成的,而不是應用電流,因為電流會引起加熱,從而通過散熱浪費能量,所以這個過程是非常節能的。

研究人員發現,將氫核泵入材料的過程被證明是非常良性的。事實證明,對於這些薄膜來說,由於質子是一個如此小的實體,它可以滲透到這種材料的大部分,而不會造成導致失敗的那種結構疲勞。這種穩定性已經通過嚴酷的測試得到了證明。這種材料經受了10000次極性反轉,沒有任何退化的跡象。

來源:cnBeta