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新華社華盛頓5月4日電(記者 周舟)美國一個科研團隊基于二維磁體三碘化鉻開發出了超薄磁性材料,有望用于研制新型存儲設備,從而大幅提高資訊存儲密度並減少能量耗損。
發表在最新一期美國《科學》雜志上的研究顯示,研究人員利用新型二維磁性材料三碘化鉻,可基于“電子自旋”對電子流動進行調控,從而實現存儲資訊。
華盛頓大學許曉棟研究組和麻省理工學院團隊在2017年利用三碘化鉻首次制出二維磁體。所謂二維磁體是只有一層原子還能保有磁性的材料。三碘化鉻的晶體結構是層疊狀的,在零下228攝氏度以下環境中,單個原子厚的三碘化鉻材料具有永磁體特性。這種材料在低溫下還展示出獨特的層間反鐵磁性,可高效用于允許或禁止電子流動。
研究人員將兩層三碘化鉻置于兩層導電的石墨烯間,當這兩層三碘化鉻中的電子自旋指向相同或相反時,電子可無阻通行或基本被阻止,這被稱為“隧穿磁阻效應”。可實現這種效應的結構被稱為“磁性隧道結”,是磁性資訊存儲的最基本單元。
他們發現,區別于傳統的“磁性隧道結”,當增加三碘化鉻層數時,可擁有更多電子自旋組合,從而有望大幅提高單個器件的資訊存儲容量。研究團隊在4層的奈米器件中實現了超過現有技術10倍的“隧穿磁阻效應”。
論文通訊作者許曉棟介紹,隨著資訊的爆炸性增長,增加數據存儲密度並降低能耗成為一個挑戰,這種單原子記憶體件則有望解決這一問題。他們已經利用這種材料開發出一種新穎的記憶體件。下一步,研究團隊希望減少對磁場和溫度的要求,讓這一技術的産業化成為可能。
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