反鐵磁性氧化鐵可遠程傳輸數據,比傳統技術快幾千倍

2021-01-21 柳林清風

科技日報記者 顧鋼


一個國際合作研究小組已成功觀察到，絕緣反鐵磁體——反鐵磁性氧化鐵具有遠程傳輸數據的性能。反鐵磁體是一組磁性材料，擁有比傳統鐵磁部件更快的計算速度。這項研究發表在最新一期《自然》雜誌上。


反鐵磁性 圖片來源：維基百科


基於現有材料和半導體技術的常規裝置在運行時會過熱，導致速度達到極限，從而限制了計算機技術的發展，而反鐵磁性氧化鐵可解決這一問題。反鐵磁性氧化鐵是鐵鏽的主要成分，作為一種可以傳輸磁波的電絕緣材料，不會有電流通過產生過多熱量的不利影響。德國美因茨大學與荷蘭烏得勒支大學、挪威量子自旋電子中心的物理學家合作，通過實驗證明，用反鐵磁性氧化鐵生產的計算機部件，具有較少的能量損失和減少廢熱產生，對信息傳輸大有用途，而且非常廉價。


科學家發現，當電流通過一種帶有鉑絲的反鐵磁性絕緣體時，電流能量會從鉑轉移到氧化鐵中，從而形成所謂的磁子。藉助磁子可實現計算部件長距離傳輸信息。



由於產生的熱量較少，部件可以做得更小，同時增加了信息密度。作為磁性材料的最大群體，反鐵磁體具有一些優於鐵基或鎳基等常用金屬磁性部件的顯著特點，例如對外部磁場穩定且不敏感，這是未來數據存儲系統的關鍵要求。此外，反鐵磁體部件的工作速度比傳統技術快幾千倍，處理速度可達每秒1兆以上，比傳統技術效率提高很多。


美因茨大學物理學博士勒博隆稱，「結果表明反鐵磁體可用於替代目前使用的常規部件」，並認為距離基於反鐵磁體的快速處理器出現已經不遙遠了。


圖片來源：參考資料


參考資料：

S. Y. Bodnar et al., Writing and reading antiferromagnetic Mn2Au by Néel spin-orbit torques and large anisotropic magnetoresistance,

Nature Communications 9, 24 January 2018, DOI:10.1038/s41467-017-02780-x




來源：科技日報

編輯：嶽靚

審核：王小龍



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