麻省理工学院的研究人员已经开发出一种快速变化的铁磁性材料的磁极性180度,仅使用一个小的外加电压。据研究人员介绍,这一发现可能预示着新时代的亚铁磁性逻辑和数据存储系统。
纳米技术研究结果发表在《自然》杂志上的一篇论文中由博士后研究员Mantao黄,麻省理工学院的教授材料科学与技爱游戏ayx体育术的杰弗里•海滩和核科学和技术污水Yildiz教授以及其他15个麻省理工学院的研究人员和其他机构在明尼苏达州,德国、西班牙和韩国。
大多数的磁铁我们遇到“铁磁材料。这些材料的原子是导向磁铁的南北轴方向相同;因此,它们的联合力量是强大到足以产生吸引力。因此,这些材料通常使用在现代高科技的环境。
磁铁亚铁磁性材料制成的,用“我”,却不是那么常见。的一些原子在一个方向上是一致的,而另一些则定位。因此,如果更多的原子比另一个点在一个方向上,差异产生的净磁场方向。
的磁化钆(红色)和钴(蓝色)原子通过箭头所示。当电压电极(黄色补丁),氢是加载在磁性材料,这改变了相对磁化强度,扭转总磁场的方向。
亚铁磁性材料应该构建数据存储或逻辑电路速度和包超过今天的典型铁磁物质自外部力量强烈地影响他们的磁性特征。然而,这些磁铁的方向没有快速、可靠地改变翻转从0到1。
麻省理工学院研究人员采用的新方法与一个电影钆钴、稀土过渡金属铁磁性材料的材料。元素都是由相互关联的晶格原子,与钆原子的磁轴指向一个方向,钴原子。材料的磁化强度取决于合金成分的两个之间的平衡。
然而,研究人员发现,氧气可以发布使用电压除以水分子氧和氢在膜表面,而氢原子或核穿透物质,可以调整和磁场方向的平衡。调整就足以改变磁场方向180度——就像像磁存储设备所需的反演。
“我们发现,通过氢加载到这种结构,我们可以减少钆的磁矩,”黄说。磁矩措施的强度场产生的原子的自旋轴对齐。
的变化仅仅是由电压调整,而不是一个应用的别墅式电流,它是一种节能的过程,增加了沙滩,同时也是麻省理工学院的材料研究实验室。
“你会认为如果你带一些材料和其他原子或离子注入材料,你将扩大和裂纹。但事实证明这些电影,由于质子是这么小的一个实体,它可以渗透的大部分这种材料不会造成结构疲劳导致的失败。”
广泛的测试证明了系统的稳定性。根据黄,材料是经过10000年极性逆转,没有磨损的迹象。
海滩声称,该材料具有其他品质在未来可能是有益的。根据他的说法,单个原子之间的磁定位就像弹簧。这个春天力拉开一个原子,如果它开始转变与他人失准。这样,波可以通过创建材料。
“对于这个磁性材料,这些被称为旋转波。你得到振荡的磁化材料,他们可以有很高的频率。”
“他们可以向上摆动的太赫兹范围”,他补充说,“这使得它们生成的独一无二的能力或感应非常高频电磁辐射。没有很多的材料可以做。”
简单的利用这一现象,如传感器,在未来可以开发。然而,数据和逻辑电路等应用程序将需要更长时间的字段ferrimagnet-based技术仍处于起步阶段。爱游戏ayx体育
基本的方法可以进一步应用,海滩说。“这是一种控制属性里面的大部分材料通过电场,”他解释说。“这本身是非常惊人的。其他工作已经完成使用应用电压控制表面性质,但事实上,这hydrogen-pumping方法允许深度改变允许控制范围广泛的属性,”他补充道。
