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原标题:捷克科学家在反铁磁材料领域的新发现或将改变

浏览次数:54 时间:2019-10-01

据美国物理学家组织网近日报道,由新加坡国立大学工程师领导的国际团队,研发出一种新型自旋电子存储装置。与现有商用自旋电子存储器相比,新设备操控数字信息的效率以及稳定性分别提升了20倍和10倍,有望加速自旋存储设备的商业化发展。

由捷克科学院物理研究所负责协调的欧盟反铁磁性自旋电子学研究项目,发现一种新型记忆材料,可提升数据读写速度近千倍,或将改变数据存储方式。该研究团队今年在《Science Advances》,《Nature Nanotechnology》和《Nature Communications》的杂志上发表了一系列关于反铁磁自旋电子学的文章,《Nature Physics》还为该研究发行了特别版。该研究成果得到了国际广泛关注。

新设备由新加坡国立大学与日本丰田技术研究所、名古屋大学和韩国首尔大学的研究人员合作开发。研究负责人、新加坡国立大学电气和计算机工程系副教授杨秀贤表示:“我们的发现可为自旋电子行业提供一个新的设备平台,这一行业目前由于所使用的薄磁性元件而面临着稳定性和可扩展性问题。”

当前以计算机硬盘存储器为代表的存储介质,主要使用磁化现象记录数据。存储使用的铁磁材料中,电子的自旋沿一个方向,很容易使用磁场进行控制、检测。当写入磁场被关闭时,电子自旋停止,并且永久固定在写入方向上,信息因此被存储记录下来。

随着全世界数字信息呈爆炸式增长,对低成本、低功耗、高稳定性和高度可扩展的存储器和计算产品的需求也水涨船高。实现这一目标的一种方法是使用新的自旋电子材料(在这些材料内,数据存储为微小磁体向上或向下的磁状态)。尽管现有基于铁磁体的自旋电子存储器成功满足了某些要求,但由于可扩展性和稳定性问题,它们仍然非常昂贵。

而在非磁性材料中,电子的自旋是随机取向的,磁化为零,因此理论上来说不能用于记忆。ASPIN项目研究的反铁磁性材料,表面上和普通的非磁性材料一样,然而其电子的自旋不是随机取向的,而是有规律地从一个原子到另一个原子交替。因此,该材料具有两个相反方向的交错磁化,并且彼此相互中断。

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