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磁性和旋转

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单原子磁铁显示数据存储所需的稳定性

19 Jul 2018
钬磁铁
磁性单打:单个钬原子升高该STM氧化镁表面的图像。 (礼貌:Fabian Natterer / EPFL)

根据一项研究,氧化镁膜上吸附在氧化镁膜上的单个钬原子可以形成高度稳定的磁铁 法比安·尼泊尔 在瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)及其同事。该团队表明,单原子磁铁可以凸显相对高的温度和强大的外部磁场。这项工作可能导致开发极高密度的数据存储设备。

越来越多地,数据中心正在进行应变,因为我们产生越来越多的信息。一个潜在的解决方案可以位于单个原子磁体中,其中数据位可以存储为长寿命的磁量子状态。以前的研究表明,可以容易地操纵这些状态,允许数据容易地从原子中读出并读出。此外,将许多原子密集地将许多原子封装在表面上允许存储大量数据。

“单个原子磁铁提供了一个有趣的视角,因为量子力学可能会在他们将来可以利用他们的稳定障碍,”奈蒂尔说。 “这将是原子数据记录的最后一块拼图。”

重大挑战

单原子磁铁仍处于开发的早期阶段,该技术面临着与原子磁量子态的热稳定性有关的重大挑战。磁铁的矫顽力 - 它们在外部磁场中抵抗退磁的能力 - 也是很低的,这是低的,这是不合适的数据存储。

在他们的研究中,奈蒂耶的团队使用扫描隧道显微镜观察吸附到氧化镁薄膜的单个钬原子。此前已被识别为高度稳定的单原子磁铁的集合。

为了测试原子的承受退磁能力,该团队首先将它们进行到外部磁场,高达8吨 - 这是地球磁场强度的约100,000倍。值得注意的是,原子保持了许多分钟的磁化 - 在单个原子中观察到的最高矫顽力。

热和冷

接下来,原子暴露于超过45k的温度。它们的磁力状态保持稳定,最多35 :: k,并开始与45克的外部场对准。虽然这约为室温约260度,但非常热量为单原子磁铁并揭示抵抗热扰动的能力。

虽然吸附在氧化镁上的钬原子对于单个磁体系统来说非常稳定,但是奈蒂耶和同事承认在系统可以在商业数据存储中实现之前需要进一步的研究。 “我们已经证明,最小的比特确实可以非常稳定,”奈蒂尔继续。 “接下来,我们需要了解如何更有效地将信息写入这些比特,以克服磁记录的磁性”TriLemma“:稳定性,可写性和信噪比。”

该团队还包括科学家 韩国基础科学研究所ewha女人大学。研究描述了 物理评论信.

版权©2021由IOP Publishing Ltd和个人贡献者