新研究首次展示了如何通过电力在反铁磁体中创建和控制磁旋涡,这一发现将增加下一代设备的数据存储容量和速度。诺丁汉大学物理与天文学院的研究人员使用磁成像技术来绘制新形成的磁旋涡的结构,并展示了它们在交替的电脉冲作用下的来回运动。这些发现已经发表在《自然纳米技术》杂志上。
关键的研究手段是一种称为光电发射电子显微镜的磁成像技术,该技术是在英国的同步辐射设施Diamond Light Source进行的。同步辐射产生具有偏振X射线的聚束束流,照射到样品上以探测磁态。这使得可以对20纳米大小的微磁性纹理进行空间分辨。
磁性材料在技术上具有举足轻重的地位,从指南针到现代硬盘。然而,几乎所有这些材料都属于一种磁性秩序:铁磁性。这是我们熟悉的磁体类型,从冰箱磁铁到洗衣机电机和计算机硬盘。它们产生我们可以“感觉到”的外部磁场,因为它们的所有微小原子磁矩都愿意朝着相同方向排列。正是这个磁场导致冰箱磁铁吸附并有时可以用铁屑勾勒出来。
由于缺乏外部磁场,反铁磁体很难检测并且直到最近也很难控制。因此,它们几乎没有应用。反铁磁体不产生外部磁场,因为所有相邻的微小原子磁矩都指向完全相反的方向。这样一来,它们会互相抵消,不会产生外部磁场:它们不会粘在冰箱上,也不会使指南针偏转。
但是,反铁磁体的磁性更加强大,它的微小原子瞬时运动速度大约是铁磁体的1000倍。这可以创造比当前内存技术更快运行的计算机内存。
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