研究人员研发超薄反铁磁开关 可使计算设备和消费电子产品更小

　　一段时间以来，研究人员一直认为，反铁磁体是一种可以用于超快和稳定存储器的材料，其中磁自旋是相反排列的，相互抵消保持电位。然而，还没有人能够成功地利用磁化作用在内存应用程序中读写信息。

　　近日，据外媒报道，伯克利实验室和加州大学伯克利分校的研究人员已经开发了一种用于计算机存储器和处理应用的反铁磁开关，这种开关不会影响性能。他们的研究结果发表在《自然材料》杂志上，声称这一发展可能会导致更小的计算设备和消费电子产品。

由Berkeley Lab和UC Berkeley的研究人员开发的带有描述和测量奇异磁性装置的图形。图像中显示的比例尺为10微米。 

　　为了制造他们的设备，研究小组使用了原子薄片的二硫化铌，一种过渡金属二氯化铝（TMD）。为了形成一种反铁磁性，他们在每个铌二硫化物片之间合成了铁原子层，然后，通过施加小的电流脉冲，研究小组能够旋转反铁磁体的自旋，从而将材料的电阻从高到低切换。这种材料可以在超低功率下工作，这意味着理论上，计算设备可以在不丧失功能的情况下小型化。

　　加州大学伯克利分校的研究小组负责人詹姆斯·阿列尼蒂斯说：“这些磁自旋可以被小电流翻转或操纵，比任何其他具有类似反应的材料中使用的磁自旋都小100倍左右。”

　　根据研究小组的研究论文，所使用的材料Fe1/3NbS2，由插入铁原子之间的过渡金属二氯氰化物NbS2层组成，显示出高达42K的反铁磁有序性。它是在基于Fe1/3NbS2单晶的器件中，沿两个正交方向的脉冲的应用，导致从高电阻状态切换到低电阻状态，反之亦然。

　　这些电流脉冲的行为类似于平面内磁场，在反铁磁状态下写入一个优选方向，一旦切换，设备就会变得稳定。原子力显微镜的方位可以通过电阻率测量来确定，从而使它能够作为一个可以写入和读取的磁性存储器工作。

　　研究小组的研究解释说，插层过渡金属二羟基化合物的家族非常庞大，因此可以根据相同的机制来识别在室温下开关的材料。这可能会带来一种全新的材料，当与团队的新开关机制相结合时，可以用作微型计算机存储器和处理应用的组件。

　　Analytis补充说：“原则上，如果我们能够提高温度，这些（或类似的）材料可以作为磁存储器存储的基础，具有超快速响应和超低功耗。我们计划尝试不同的材料，不同的元素，也许将不同的磁系统叠加在一起，到目前为止，结果看来很有希望。”

　　下一步，研究人员希望找到一种在室温下工作的系统。

　　自新型冠状病毒肺炎疫情爆发以来，传感器专家网一直密切关注疫情进展，根据国家及地方政府的最新调控与安排，为更好的服务相关企业，在疫情期间，传感器专家网免费发布企业相关文章，免费成为传感器专家网认证作者，请点击认证，大家同心协力，抗击疫情，为早日打赢这场防控攻坚战贡献自己的一份力量。