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研究人员创造了低功耗的方法来控制电压磁力

2020年11月26日经过卢克詹姆斯

新的研究推出了可以在含有氮的新型易于制造的材料中切换开启和关闭之间的磁性。

阿拉巴马大学伯明翰分校(UAB)、乔治城大学、德累斯顿HZDR Dresden和其他大学的联合研究表明,这是可能的在通过施加电压的新型材料中开关磁力状态在含有氮的新型材料之间也就是说,把它连接到电池上。在这样做的过程中,理论上可以产生或完全消除所有的磁性特征,从而有可能调整材料的磁性强度以适应特定的应用。

联合研究团队的调查结果,发表于期刊自然通信,请描述这一发现可能如何在诸如大脑启发计算等应用领域开辟新的途径

用电流控制磁性

为了改变电子设备中磁性的方向,目前需要使用电流,同一电流,在我们的房屋中为插座供电。

这里的固有问题是发热的问题:当电流通过材料运行时,它会由于电阻而产生热量并加热材料。这种热量是一种能量的能量,损失环境并浪费。随着对数据存储的需求增加,随着器件缩小的响应较小,此问题越来越多地增长,导致更能的能量损失。

在Co3O4和CoN薄膜中电解选通过程的示意图

CO3O4和CON薄膜中电解质门控过程的示意图。使用的图像礼貌自然通信

在响应这个问题,研究人员一直在赛车通过施加电压来开发新材料和技术来控制磁性。

用电压控制磁性

实际上,使用电压控制磁性本身吸引了由于其巨大潜力而​​引起的兴趣和显着的研究活动。

它意义重大,不仅因为它汇集了凝聚态物理的不同元素,还因为它为性能空前水平的新设备铺平了道路。事实上,进展的速度是如此之快,以至于将存储和逻辑功能结合在一起的新型自旋电子应用,在超高的处理速度和超低的功耗下,并不像以前想象的那么遥不可及。

Co-O和Co-N体系的磁性与Co-N形成能的比较

与CO-N形成能量相比,CO-O和CO-N系统中的磁性。使用的图像礼貌自然通信

虽然具有电压的电压控制磁性的许多方法,但是特别有希望的是磁离子,其中非磁性原子通过电压进出磁性材料,从而改变其磁性。这是建立了在磁力控制的磁力控制中建立了核心作用,如电荷积聚和固有的/外在的多重性等。

氮磁离子

在本文中,研究人员通过铜 - 氮气(CON)膜的电解质浇注来证明室温电压驱动的氮气(氮磁离子),其与钴(III,III)中的氧磁离子相比氧化物(CO3O4)。

研究人员能够表明钴 - 氮化物是非磁性的,但是当用电压除去氮时,形成富含钴的磁性结构。该过程既可重复且耐用,表明它可能是具有数据写入和存储应用中的潜在用途的有前途的系统。

研究还表明,该过程需要更少的能量,同时也比使用诸如氧气这样的替代非磁性原子的系统更快,从而增加了节能的可能性。