磁存儲材料新技術(shù) 可提升信息存儲速度和密度
在信息爆炸的時代,信息存儲尤為關(guān)鍵。記者了解到,近期我國科研人員突破了原子級平整反鐵磁金屬單晶薄膜的關(guān)鍵制備技術(shù),使超快速響應(yīng)超高密度反鐵磁隨機存取存儲器的研制成為可能,有望大幅提升手機、計算機等信息產(chǎn)品運行速度。
該研究由北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院磁性功能材料研究團隊、華中科技大學(xué)物理學(xué)院、中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所加工平臺合作完成,相關(guān)成果近日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上發(fā)表。
磁性功能材料是大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲機械硬盤的核心材料,相較于傳統(tǒng)半導(dǎo)體存儲器,磁存儲器件依賴非易失量子自旋屬性,儲存能力更加穩(wěn)定。反鐵磁材料便是一類新型磁存儲材料,作為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì),相鄰數(shù)據(jù)位可以密排列以提升存儲密度,并且可使數(shù)據(jù)寫入速度大幅提升。
據(jù)了解,此前已有的反鐵磁存儲器件的電信號輸出,主要依賴面內(nèi)電子輸運的各向異性磁電阻效應(yīng),高低阻態(tài)之間的電阻差值很小,常溫下數(shù)據(jù)寫入后難以有效讀出,導(dǎo)致出現(xiàn)亂碼等無效儲存情況。
“就像流水一樣,高低落差越大,水流越順暢。這里的高低阻態(tài)之間的電阻差值變大,數(shù)據(jù)寫入后才能被電路更清晰地識別出來?!痹撜撐牡谝粏挝煌ㄓ嵶髡?、北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院教授劉知琪舉例說。
劉知琪介紹,科研團隊突破了原子級平整反鐵磁金屬單晶薄膜的關(guān)鍵制備技術(shù),通過界面應(yīng)力誘導(dǎo)非共線反鐵磁單晶薄膜的晶格四方度變化,產(chǎn)生了單軸磁各向異性,以及顯著的反?;魻栃?yīng)?;谠摲闯;魻栃?yīng),實驗發(fā)現(xiàn)了全反鐵磁異質(zhì)界面(共線反鐵磁/非共線反鐵磁)的交換偏置效應(yīng),從而設(shè)計制備出多層膜新型全反鐵磁存儲器件,大幅提升了數(shù)據(jù)讀出可靠性。
“新型反鐵磁存儲器件實現(xiàn)了垂直電子輸運,對比原有面內(nèi)電子輸運的反鐵磁存儲器件,它的常溫高低阻態(tài)差值提升了近3個數(shù)量級,從而有望使信息存儲速度和密度大幅提升。”該論文另一通訊作者、北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院教授蔣成保說。
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