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科学家研发首个3D磁性纳米架构 有望促成新一代存储技术

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  • 来源:
  • 发布时间:2021-10-18 15:08
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财联社讯,据报道,3D纳米网络有望成为现代固态物理学的一个新时代,在光子学、生物医学和自旋电子学方面有许多应用。三维磁性纳米架构的实现可以实现超高速、低能耗的数据存储设备。

据了解,在这一系统中,由于相互竞争的磁相互作用,磁荷或磁单极子就会出现,它们可以被当作移动的、二进制的信息载体使用。而近期,维也纳大学的研究人员已经设计出了第一个承载非结合磁电荷的三维人工自旋冰晶格。

不仅如此,发表在《NPJ计算材料》杂志上的研究结果还首次从理论上证明,在新的晶格中,磁单极子在室温下是稳定的,并且可以由外部磁场按需引导。

 

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在这之前,科学家们在一类被称为自旋冰的磁性材料中观察到了新兴的磁单极。然而,原子尺度和其稳定性所需的低温限制了其可控性。这带来了二维人工自旋冰的发展,其中单原子矩被排列在不同格子上的磁性纳米片所取代。然而,当材料被限制在一个平面上时,它就不可能获得获得相同的物理特性。

因此,科学家们也一直在致力于研究如何将其扩展到三维几何结构上。这一次,在维也纳大学Dieter Suess博士的带领下,研究人员们终于设计出了第一个三维人造自旋冰晶格,它结合了原子和二维人造自旋冰的优点。

据悉,研究人员在与维也纳大学的纳米磁学小组以及美国洛斯阿拉莫斯实验室理论部的合作中,利用微电磁模拟研究了这种新晶格的优点。在这里,平坦的二维纳米片被磁性旋转椭圆体所取代,并使用了高对称性的三维晶格。

结果显示,在他们的模拟中,一个磁单极通过施加外部磁场在晶格中传播,证明了其作为信息载体在三维磁纳米网络中的应用。他们说,“我们利用新晶格中的第三维和高对称性来解除磁单极的束缚,并在所需的方向上移动它们,几乎像真正的电子一样。”

最后,该研究报告第一作者Florian Slanovc总结称:“单极子在室温及以上的热稳定性可以为突破性的新一代三维存储技术奠定基础。”

 

来源:科创板日报-科技前沿咨询

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