科学家们发现了一种新的材料组合,为在计算机和智能手机等电子设备中更快,更有效地存储铺平了道路。
瑞典乌普萨拉大学的研究人员发现,所谓的磁阻尼可以做得极小,消除了磁性材料动力学中的能量损失。
确定的材料是钴和铁的二元金属铁磁合金,其阻尼接近10-4。研究人员说,以前仅在准金属或磁性绝缘体 (例如某些氧化铁) 中观察到如此低的阻尼。
他们说,磁性材料已被证明对数据的存储和传输非常有效,并且是1700年代初首次使用的打孔卡的自然继任者。
随后的发展,包括磁带和硬盘,促成了信息技术的爆炸式增长,如今,所有数据中约有70% 存储在磁介质中。
到目前为止,研究人员已经创建了微米大小的磁性存储设备,并实现了纳秒量级的传输速度,以满足当今的存储需求,数据传输的量级为每天100 pb。“为了继续满足先进的存储需求,我们需要更小、更快的设备,这需要一种新的存储技术和/或发现新的磁性材料,” 研究人员说。
他们在铁钴合金中发现了这种新型磁性材料,并发现阻尼可用于实现材料内部最大的节能数据传输。
磁性材料中的阻尼可以与冰球中的摩擦进行比较,冰球沿冰滑动,并且由于对表面的阻力而在一段时间后停止。
磁性材料中的阻尼参数在此可以比作冰球和冰之间的摩擦系数。铁钴中的低阻尼现象可以用内部电子结构中的独特特性来解释,其中阻尼与最高占据能级的电子态数量成正比。
铁钴合金低阻尼的新发现,以及这种材料易于生产,即使在室温下也是磁性的,铁和钴都是常见元素,可能导致这种材料成为标准化的参考材料,以便在寻找新的甚至更好的合金时进行比较。这项研究发表在《自然物理学》杂志上。
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