由英國約克大學(UniversityofYork)主導的一支跨國科學家研究團隊聲稱開發(fā)出能以超快速雷射脈沖改變材料磁極狀態(tài)的方法，可望用于實現(xiàn)更高能效的熱感應(yīng)開關(guān)元件，從而為具有更高性能與能源效率效的新一代磁性材料與元件發(fā)展鋪路。

這項開發(fā)任務(wù)集中于全光式熱感應(yīng)磁開關(guān)(TIMS)，采用了超快速雷射脈沖來改變材料的磁極狀態(tài)，相當于記錄數(shù)據(jù)的單個位元。由于在全光式切換時不必使用磁場來寫入數(shù)據(jù)，因而可實現(xiàn)顯著降低功耗的目標。每個寫入位元所沉積的雷射能量更小得多。

目前用于儲存的磁性材料幾乎都是全數(shù)字化信息。信息處理與儲存占據(jù)全球能源消耗的很大一部份，而要持續(xù)提升能源效率就需要開發(fā)新的技術(shù)與材料。

迄今為止，僅稱為亞鐵磁性材料(ferrimagnet)的稀土過渡金屬(Re-Tm)合金已被證明能表現(xiàn)出全光式切換特性。然而，這些材料均難以在新科技元件所需的納米級下生產(chǎn)，而且由于使用了釓(Gd)與鋱(Tb)等稀土類金屬而變得極其昂貴。

由紐克大學物理系為主導的這支研究團隊還包括來自德國赫蒙霍茲國家研究中心(HZB)與荷蘭奈梅亨大學(RadboudUniversityNijmegen)的科學家們，共同展示如何使用合成亞鐵磁兩個鐵磁及其非磁性間隔層的夾層。該間隔層在兩個鐵磁之間耦合，使其得以彼此對齊相對。而當受到超快雷射脈沖時，該結(jié)構(gòu)可自發(fā)性切換其磁性狀態(tài)，以顯示寫入數(shù)據(jù)的單個位元。

約克大學物理系教授RichardEvans解釋：“隨著全球人口不斷增加導致對于能源的需求攀升，各種新科技設(shè)備被廣泛利用的最重要目標之一就在于提升能源效率。合成亞鐵磁結(jié)構(gòu)克服了Re-Tm合金的內(nèi)在問題，從而為具有更高性能與能效的新一代磁性材料與元件的發(fā)展鋪路。由于這項研究成果顯示可有效利用奈米級的結(jié)構(gòu)，從而為實現(xiàn)基于熱感應(yīng)開關(guān)的元件邁出了一大步。”