英開發(fā)出新磁性材料 可熱感應(yīng)開關(guān)元件

由英國約克大學(xué)(UniversityofYork)主導(dǎo)的一支跨國科學(xué)家研究團(tuán)隊聲稱開發(fā)出能以超快速雷射脈沖改變材料磁極狀態(tài)的方法，可望用于實現(xiàn)更高能效的熱感應(yīng)開關(guān)元件，從而為具有更高性能與能源效率效的新一代磁性材料與元件發(fā)展鋪路。

這項開發(fā)任務(wù)集中于全光式熱感應(yīng)磁開關(guān)(TIMS)，采用了超快速雷射脈沖來改變材料的磁極狀態(tài)，相當(dāng)于記錄數(shù)據(jù)的單個位元。由于在全光式切換時不必使用磁場來寫入數(shù)據(jù)，因而可實現(xiàn)顯著降低功耗的目標(biāo)。每個寫入位元所沉積的雷射能量更小得多。

目前用于儲存的磁性材料幾乎都是全數(shù)字化信息。信息處理與儲存占據(jù)全球能源消耗的很大一部份，而要持續(xù)提升能源效率就需要開發(fā)新的技術(shù)與材料。

迄今為止，僅稱為亞鐵磁性材料(ferrimagnet)的稀土過渡金屬(Re-Tm)合金已被證明能表現(xiàn)出全光式切換特性。然而，這些材料均難以在新科技元件所需的納米級下生產(chǎn)，而且由于使用了釓(Gd)與鋱(Tb)等稀土類金屬而變得極其昂貴。

由紐克大學(xué)物理系為主導(dǎo)的這支研究團(tuán)隊還包括來自德國赫蒙霍茲國家研究中心(HZB)與荷蘭奈梅亨大學(xué)(RadboudUniversityNijmegen)的科學(xué)家們，共同展示如何使用合成亞鐵磁兩個鐵磁及其非磁性間隔層的夾層。該間隔層在兩個鐵磁之間耦合，使其得以彼此對齊相對。而當(dāng)受到超快雷射脈沖時，該結(jié)構(gòu)可自發(fā)性切換其磁性狀態(tài)，以顯示寫入數(shù)據(jù)的單個位元。

約克大學(xué)物理系教授RichardEvans解釋：“隨著全球人口不斷增加導(dǎo)致對于能源的需求攀升，各種新科技設(shè)備被廣泛利用的最重要目標(biāo)之一就在于提升能源效率。合成亞鐵磁結(jié)構(gòu)克服了Re-Tm合金的內(nèi)在問題，從而為具有更高性能與能效的新一代磁性材料與元件的發(fā)展鋪路。由于這項研究成果顯示可有效利用奈米級的結(jié)構(gòu)，從而為實現(xiàn)基于熱感應(yīng)開關(guān)的元件邁出了一大步。”