兼具两重磁性的原子级薄晶体使内存芯片能效提升十倍

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新型二维磁性材料实现超高能效内存，能耗下降至非常之一。

数字数据消耗的能源估计将在几十年内占据全球总能耗的极大份额。克日，瑞典查尔姆斯理工大学的研讨职员公布了一项冲破性技术，有望处理这一困难。
该团队开辟出一种原子级厚度的薄层材料，可使两种相反的磁力共存，从而将内存装备的能耗下降至本来的非常之一。内存单元几近是一切现代技术的焦点组件，涵盖野生智能系统、智妙手机、计较机、自动驾驶汽车、家用电器和医疗装备等范畴。
磁性已成为数字内存技术的关键要素：经过控制电子在磁场和电流下的行为，可使芯片速度更快、体积更小、能效更高。但是，全球数据量的激增正将传统内存技术推向极限。据猜测，几十年内数字内存的能耗将占全球总能耗的近30%。这一趋向促使科研界抓紧寻觅新型低能耗内存计划，同时开辟新的技术能够性。
查尔姆斯大学的研讨团队初次经过层状二维材料实现了两种分歧磁力的连系，将内存装备能耗削减了十倍。
磁性相遇与创新冲破
论文第一作者、查尔姆斯大学量子器件物理研讨员Bing Zhao博士暗示：“在单一薄层材料中发现磁序共存是一项冲破。其特征使其出格合适开辟用于野生智能、移动装备、计较机及未来数据技术的超高效内存芯片。”
物理学上存在两种关键磁态：铁磁性和反铁磁性。铁磁性是平常磁体中常见的磁力，经过电子同向排列发生可见磁场；反铁磁性则经过自旋偏向相反的电子相互抵消而实现。将这两种磁力连系可为内存和传感器带来明显上风，但此前需经过量层结构堆叠分歧材料才能实现。
项目负责人、查尔姆斯大学量子器件物理专家Saroj P. Dash教授诠释道：“与复杂的多层系统分歧，我们成功将两种磁力集成到单个二维晶体结构中。这如同一个完善预组装的磁系统 —— 传统材料没法实现此特征。自磁性初次利用于内存技术以来，研讨职员一向在追随这一构想。”
倾斜磁序下降能耗
内存装备经过改变电子偏向存储信息。传统材料需依靠内部磁场实现此操纵，而查尔姆斯研发的材料内置相反磁力组合，可在磁排列中构成内部倾斜。
Bing Zhao博士诠释说：“这类倾斜使电子无需内部磁场即可快速轻松地切换偏向。经过消除对高功耗内部磁场的依靠，能耗可下降至非常之一。”
该二维晶体层经过范德华力（而非化学键）堆叠，稳定性更高。其磁性合金由钴、铁、锗和碲组成，可在单一结构中同时支持铁磁性和反铁磁性。
Dash教授指出：“具有多重磁特征的材料消除了多层堆叠中的界面题目，且更易于制造。此前堆叠多层磁性薄膜会在界面发生缺点缝，影响牢靠性并增加制造复杂度。”
该研讨已颁发于《先辈材料》期刊。
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