麻省理工研究人员开发新方法控制铁磁体

麻省理工学院和其他地方的研究人员已经开发出这样一种方法，即只需使用一个小的外加电压，就能迅速将铁磁体的磁极切换180度。研究人员说，这一发现可能开创了铁磁逻辑和数据存储设备的新时代。

这些发现已经刊登在《自然-纳米技术》杂志上。新系统使用了一种叫做钆钴的材料薄膜，它属于一类被称为稀土过渡金属铁磁体的材料。在其中，这两种元素形成了相互交错的原子格子，而且钆原子优先将其磁轴排列在一个方向上，而钴原子则指向相反的方向。合金成分中两者的平衡决定了材料的整体磁化。

但是研究人员发现，通过使用电压将水分子沿着薄膜表面分成氧气和氢气，氧气可以被排走，而氢原子，或者更准确地说是它们的核，即单质子可以深入到材料中，这改变了磁取向的平衡。这种变化足以将净磁场方向转换为180度，正是磁存储器等设备所需要的那种完全颠倒。因为这种变化只是通过改变电压来完成的，而不是应用电流，因为电流会引起加热，从而通过散热浪费能量，所以这个过程是非常节能的。

研究人员发现，将氢核泵入材料的过程被证明是非常良性的。事实证明，对于这些薄膜来说，由于质子是一个如此小的实体，它可以渗透到这种材料的大部分，而不会造成导致失败的那种结构疲劳。这种稳定性已经通过严酷的测试得到了证明。这种材料经受了10000次极性反转，没有任何退化的迹象。