鐵磁“三明治”可將數據存儲效率提高萬倍

美國科學家最新研發出一種鐵磁薄膜“三明治”系統，其效率為傳統鐵磁存儲系統的1萬倍，有望使更快更緊密且能效更高的用于存儲和計算的芯片出現。

鐵磁材料包含南極和北極，當用其存儲數據時，其表面獨立的“域”可能會讓極朝上或朝下，以代表1和0。正常情況下，當鐵磁材料通電時，電流會推動域順著電流方向沿表面行進；但此前有科學家發現，域也會朝相反方向行進，最新研究就能解決這個疑問。

科學家們將一塊纖薄的鐵磁材料薄膜放在金屬基座上，在其頂端放置一層氧化物，形成一塊鐵磁“三明治”。他們發現，當鐵磁薄膜置于鉑上時，域的運動方向與電流反向；而當其他條件都不變，將鐵磁薄膜置于鉭上時，域的運動方向與電流同向。這意味著，關鍵并不在于鐵磁材料本身，而在于支撐其的金屬是什么。

這表明存在一種效應改變了域的指向。正常情況下，當自旋方向從一個域變化到另一個域（從“上”到“下”時），改變的方向是隨機的。但在這些薄膜“三明治”內，自旋方向要么順時針要么逆時針。正是這種獨特的效應，讓電流必須用更多力來推動域，而且域移動的方向可以通過改變放在磁鐵下面的非磁金屬來改變。這種效應被稱為手性效應，這是科學家們首次演示磁域中的手性行為。

該研究的高級作者、麻省理工學院（MIT）材料科學和工程學副教授杰弗里·比奇說：“只有幾種磁性材料能表現出手性效應，而且條件極為苛刻：在非常奇特的結構內、溫度只比絕對零度高一點且只在完美的單晶體中。……