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據(jù)最新一期《先進(jìn)材料》雜志報(bào)道，瑞典查爾姆斯理工大學(xué)研究人員在開發(fā)新型層狀磁性材料方面取得突破。他們研發(fā)出一種原子級(jí)厚度的二維材料，能夠使鐵磁性和反鐵磁性在材料結(jié)構(gòu)中共存，從而將存儲(chǔ)器的能耗降低至原來的約十分之一。這一發(fā)現(xiàn)可能為人工智能、移動(dòng)技術(shù)和高級(jí)數(shù)據(jù)處理帶來新一代超高效、可靠存儲(chǔ)方案。

隨著數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)量呈指數(shù)增長，未來幾十年內(nèi)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理和傳輸或?qū)⒄既蚰茉聪牡慕?0%。這一趨勢(shì)迫使科研人員尋找更加節(jié)能的存儲(chǔ)技術(shù)，同時(shí)探索全新的技術(shù)可能性。磁性在數(shù)字存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展中已成為關(guān)鍵因素。利用磁性材料中電子在外部磁場(chǎng)和電流作用下的行為，人們可以設(shè)計(jì)更快、更小且更節(jié)能的存儲(chǔ)芯片。

通常存在兩種基本磁性狀態(tài)，即鐵磁性和反鐵磁性。將這兩種相反磁性結(jié)合，既具有科學(xué)研究價(jià)值，也能為計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和傳感器提供技術(shù)優(yōu)勢(shì)。然而，在此前的存儲(chǔ)器材料中，這種共存只能通過堆疊不同鐵磁和反鐵磁材料的多層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

此次研究的突破在于，將鐵磁性和反鐵磁性整合到單一的二維晶體結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)了電子方向切換的傾斜磁性。這種設(shè)計(jì)使電子能夠快速、輕松地切換方向，無需外部磁場(chǎng)，從而將存儲(chǔ)器能耗降低至約原來的十分之一。

這種材料由鈷、鐵、鍺、碲等磁性與非磁性元素構(gòu)成的合金制成，使鐵磁性和反鐵磁性能在單一結(jié)構(gòu)中共存。在存儲(chǔ)器中，這些二維晶體薄膜通過范德華力層疊，而非傳統(tǒng)的化學(xué)鍵結(jié)合，避免了多層堆疊中的界面問題，提高了制造可靠性，同時(shí)簡化了生產(chǎn)工藝。