麻省理工學(xué)院開(kāi)發(fā)出一種控制亞鐵磁體的新方法

麻省理工學(xué)院的研究人員開(kāi)發(fā)了一種控制由亞鐵磁性材料制成的磁鐵的新方法。與鐵磁材料不同，在亞鐵磁材料中，一些原子沿一個(gè)方向排列，而其他原子則以相反的方式排列。因此，亞鐵磁性材料產(chǎn)生何種類型的磁場(chǎng)取決于兩種原子之間的平衡。

麻省理工學(xué)院的研究人員認(rèn)為，由于亞鐵磁性材料的磁性受外力影響很大，因此它們應(yīng)該可用于生產(chǎn)更快的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和邏輯電路。與鐵磁體相比，基于這種材料的存儲(chǔ)將允許在給定的空間中存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)。麻省理工學(xué)院的研究人員與其他機(jī)構(gòu)的科學(xué)家合作，克服了在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中使用亞鐵磁材料的局限性。

這個(gè)挑戰(zhàn)是沒(méi)有可靠的方法來(lái)切換磁鐵的方向來(lái)生成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所需的 0 和 1。研究人員發(fā)現(xiàn)了一種通過(guò)輕微的電壓變化將亞鐵磁體的磁極快速切換 180 度的方法。研究人員認(rèn)為，他們的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)開(kāi)創(chuàng)亞鐵磁邏輯和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的新時(shí)代。

該系統(tǒng)使用釓鈷薄膜，這是一種屬于稱為稀土過(guò)渡金屬亞鐵磁體的材料。在這種類型的材料中，釓原子的磁軸在一個(gè)方向上對(duì)齊，而鈷原子在另一個(gè)方向上對(duì)齊。當(dāng)施加電壓使薄膜表面的水分子分裂成氧和氫時(shí)，氧被排出，而氫原子核可以穿透材料。

這種穿透改變了磁方向，這些變化足以改變凈磁場(chǎng)方向，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和磁存儲(chǔ)設(shè)備。該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的過(guò)程也非常節(jié)能，因?yàn)樗恍枰淖冸妷海恍枰┘涌赡軐?dǎo)致加熱的電流。在實(shí)驗(yàn)中，該團(tuán)隊(duì)對(duì)他們的材料進(jìn)行了 10,000 次極性反轉(zhuǎn)，沒(méi)有任何退化跡象。