研究人员展示了反铁磁涡流的电产生和控制

一项新研究首次展示了如何实现反铁磁体中磁涡流的产生和控制，这一发现将增加下一代设备的数据存储容量和速度。

诺丁汉大学物理与天文学院的研究人员使用磁成像技术绘制了新形成的磁涡流的结构图，并展示了它们因交变电脉冲而产生的来回运动。他们的发现已发表在《自然纳米技术》上。

“这对我们来说是一个激动人心的时刻，这些磁涡流已被提议作为下一代存储设备中的信息载体，但迄今为止它们在反铁磁体中存在的证据很少。现在，我们不仅产生了它们，而且还移动了它们他们以可控的方式。这是我们的材料CuMnAs的又一次成功，它在过去几年中一直处于反铁磁自旋电子学多项突破的中心，”OliverAmin说。

CuMnAs具有特定的晶体结构，在几乎完全真空中逐个原子层生长。它已被证明在电流脉冲时表现得像一个开关，由PeterWadley博士领导的诺丁汉研究小组与国际合作者一起“放大”了受控的磁性结构;首先是移动畴壁的演示，现在是磁涡流的产生和控制。

这项研究的关键是一种称为光电子显微镜的磁成像技术，该技术是在英国的同步加速器设备钻石光源进行的。同步加速器产生准直的偏振X射线束，照射到样品上以探测磁态。这允许小至20纳米大小的微磁纹理的空间分辨率。

几个世纪以来，磁性材料在技术上一直很重要，从指南针到现代硬盘。然而，几乎所有这些材料都属于一种磁性顺序：铁磁性。这是我们都熟悉的磁铁类型，从冰箱磁铁到洗衣机电机和计算机硬盘。它们产生我们可以“感觉到”的外部磁场，因为构成它们的所有微小原子磁矩都喜欢沿同一方向排列。正是这个磁场导致冰箱磁铁粘住，我们有时会看到用铁屑绘制出来的磁场。

因为它们缺乏外部磁场，反铁磁体很难被检测到，而且直到最近才难以控制。为此，他们几乎没有发现任何应用。反铁磁体不产生外部磁场，因为所有相邻的微小原子力矩都指向彼此完全相反的方向。这样做时，它们会相互抵消，不会产生外部磁场：它们不会粘在冰箱上或使罗盘针偏转。

但反铁磁体的磁性更强，其微小原子力矩的运动速度比铁磁体快大约1,000倍。这可以创建比当前内存技术运行速度快得多的计算机内存。

“反铁磁体有可能在竞争中胜过其他形式的存储器，这将导致计算架构的重新设计、速度的大幅提高和能源的节约。额外的计算能力可能会产生巨大的社会影响。这些发现确实令人兴奋，因为它们使我们更接近实现反铁磁材料改变数字景观的潜力，”PeterWadley博士说。