由Efl共同领导的一项研究合作发现了一种奇异材料的令人吃惊的磁性特性,这种材料可能会导致计算机需要不到一个比特开关所需能量的一百万分之一。

　　材料科学界不断发现或制造具有外来属性的材料。其中包括多铁元素,这是一类独特的材料,可以同时磁化和极化,这意味着它们对磁场和电场都敏感。

　　将这两种特性放在一个材料中使多铁元素在研究和商业上非常有趣,具有从先进电子到下一代存储器的潜在应用。通过了解和利用多铁元素的特性,研究人员的目标是开发更高效、紧凑甚至节能的技术。

　　现在,一个国际性的 研究协作 已经发现了一些令人着迷的特性,即掺杂了多铁的锰元素的亚锰(Mn掺杂的GTE);名称中的"掺杂"部分只是意味着少量的锰原子被引入了亚锰元素的晶体结构,以改变其性质。这项工作为未来的高能效计算提供了希望,但同时也提供了对多铁材料中集体行为的更深刻的理解。

　　该项目由埃弗尔大学的雨果·迪勒教授、林茨约翰·开普勒大学的贡特·斯普林斯教授和西波希米亚大学的扬·米纳尔教授领导。结果是 出版的 在杂志上 自然通讯 .

　　辛西娅·皮安蒙泽博士和尤拉吉·克雷帕斯基博士正在保罗·谢雷尔研究所进行一项实验。信贷:多米尼克·克里格纳(FZU)

　　以其独特的铁电和 磁特性 .但是,新的研究现在发现,它还具有与铁等典型的铁磁体不同的磁场顺序,铁等铁磁体与磁场是一致的。相反,科学家们发现掺杂锰的GET显示了铁磁体的特性。

　　什么是铁磁铁?与我们粘在冰箱上的"普通"磁铁不同的是,铁磁体更像两个磁铁,它们之间的强度略有不同。研究发现,掺杂锰的GTE就像这样,这意味着我们现在有了更大的灵活性来控制磁化的方向--这是许多技术的一个基本特征。

　　这证明是重要的,因为它使科学家开发出一种方法,通过惊人的六个数量级来提高转换磁化方向的效率。他们不是用传统的方法将大电流脉冲应用到掺杂锰的gete上,而是用一个小的、不断波动的(交流) 电流 ,然后在适当的时候轻轻推一推--有点像在适当的时间推一挥秋千,以更少的努力让它上升。研究人员称这种现象为"随机共振"。"

　　这种微小的"轻推"导致了一种变化,这种变化很快就会蔓延到整个mn-潜水器中,就像一个池塘里的波纹一样。这是因为材料的行为有点像固体,有点像液体--本质上是一个玻璃:一个部分的改变会引起一个链式反应,而其他部分会改变。

　　为了采用更技术的方式,磁开关通过集体激发迅速地在掺杂锰的GTE上传播,这是大量电子在材料中旋转的协调的集体运动。"这是可能的,因为系统形成了一个相关的旋转玻璃,在那里,局部的磁矩处于玻璃状态,类似于老式窗口中的原子,"乌戈·迪尔说。"如果一个旋转被迫改变它的方向,这个信息将像一个波穿过样品,并导致其他磁矩也发生开关。"

　　他补充道,"对于技术应用来说,开关效率的提高当然是非常有趣的。它最终可能导致计算机需要不到目前所需能量的百万分之一的能量来进行一点转换。然而,作为一个物理学家,真正让我感兴趣的是集体行为。我们现在正在计划太空和时间解决的实验,以跟踪这些激发是如何传播的,以及我们如何控制它们。"