據物理學家組織網日前報道,來自英國、德(dé)國(guó)、西班牙(yá)和(hé)葡萄牙(yá)的一個國際研究團隊發現,決定磁性(xìng)穩定性及其在各種設備用途的單個原子的磁(cí)場方向,可以通(tōng)過改變這個原子與(yǔ)附近金屬間的電耦合進行修改(gǎi)。該研究結果刊登在近日的《自然?納米技術》雜誌上。
任何人隻要玩兩塊(kuài)磁鐵,就可以體驗(yàn)它們是如何依靠磁(cí)極的相對方位來互相排斥或(huò)吸引。事實(shí)上,在一個給(gěi)定的磁體裏(lǐ),這些極點傾向於一個特定的(de)方向,而不是被(bèi)稱為磁各向異(yì)性的隨機性。所謂磁各向(xiàng)異性,就是磁性物質沿不(bú)同方向磁(cí)化的(de)程度不同。其特性被應用於從指南針到硬盤驅動器的多(duō)個領域當中。
葡(pú)萄牙伊比利亞納米技術實驗室的華金?費爾南德斯-羅西爾(ěr)博士強調:“對於大片的磁性(xìng)材料,磁各向異性主要是由一個磁鐵的形狀決定的。形成磁性材料的原子也是磁性本身,所以具有其各自的(de)磁各向異性,但原子是如此之小,幾乎不可能歸因於其形狀,並且一個(gè)原子的磁各向異性(xìng)通常是由相(xiàng)鄰(lín)原(yuán)子的位置和電荷來(lái)控製的。”
倫敦納米技術中心的研究小組利用能夠在表麵上觀察和操縱單個原子的工具,即(jí)掃描隧道顯微(wēi)鏡(jìng),發(fā)現了在原子尺度上控製磁各向異性的新機製。在實(shí)驗中,他們(men)觀察到單個鈷原(yuán)子的磁各向異性依靠其在銅表麵上的位置(zhì),覆以原子薄的氮(dàn)化銅(tóng)絕緣層後戲(xì)劇性的變(biàn)化。
這些變化(huà)隨著另一種現象的強度而有很(hěn)大改觀,即近藤效(xiào)應,就是來自磁性(xìng)原子和附近金屬之間的電耦合。在德(dé)國和葡萄牙理論(lùn)和計算模型的幫助下,研究人員發現,除了(le)常規的結構機製,在金屬(shǔ)基體和磁性原子間的電子(zǐ)相互作用也可以起到(dào)確(què)定磁各向(xiàng)異性的主要作用。
倫敦納米技術中心研究員賽勒斯(sī)說:“電氣控製屬性以(yǐ)前隻能通(tōng)過(guò)結構的變化來調整,而未來(lái)將能夠為設計小(xiǎo)型化信息處理(lǐ)、數據(jù)存儲和傳感(gǎn)儀器提供極大的可能性。與更為傳統的(de)機製相反,這將促成利用驅動許多晶體管、場效(xiào)應的相同過程在電力上調諧這種磁各向(xiàng)異性。”
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