超薄磁性材料有望用于开发新型存储设备

新华社华盛顿5月4日电(记者周舟)美国一个研究小组开发了基于二维磁性三碘化铬的超薄磁性材料，预计将用于开发新的存储设备，从而大大提高信息存储密度和降低能耗。

发表在最新一期美国科学杂志上的研究表明，研究人员可以利用三碘化铬，一种新的二维磁性材料，根据“电子自旋”来调节电子流，从而存储信息。

华盛顿大学的徐晓东研究团队和麻省理工学院的团队在2017年制造了第一个使用三碘化铬的二维磁铁。所谓的二维磁铁是一种只有一层原子才能保持磁性的材料。三碘化铬的晶体结构是层状的。在零下228摄氏度的环境中，单原子厚度的三碘化铬材料具有永磁特性。这种材料在低温下还表现出独特的层间反铁磁特性，可用于有效地允许或阻止电子流。

研究人员在两层导电石墨烯之间放置了两层三碘化铬。当电子在两层三碘化铬中自旋指向相同或相反的方向时，电子可以不受阻碍地通过或基本上被阻挡，这被称为“隧道磁阻效应”。能够实现这种效果的结构称为“磁隧道结”，是磁信息存储的最基本单元。

他们发现，与传统的“磁性隧道结”不同，当三碘化铬层的数量增加时，它们可以有更多的电子自旋组合，这有望大大提高单个器件的信息存储容量。该研究小组在4层纳米器件中实现了比现有技术多10倍的“隧道磁阻效应”。

该论文的通讯作者徐晓东表示，随着信息的爆炸式增长，增加数据存储密度和降低能耗已成为一项挑战，这种单原子存储设备有望解决这一问题。他们用这种材料开发了一种新型记忆装置。接下来，研究小组希望降低对磁场和温度的要求，并使这项技术的产业化成为可能。