超薄磁性材料有望用于开发新型存储设备

美国一个科研团队基于二维磁体三碘化铬开发出了超薄磁性材料，有望用于研制新型存储设备，从而大幅提高信息存储密度并减少能量耗损。

发表在最新一期美国《科学》杂志上的研究显示，研究人员利用新型二维磁性材料三碘化铬，可基于“电子自旋”对电子流动进行调控，从而实现存储信息。

华盛顿大学许晓栋研究组和麻省理工学院团队在２０１７年利用三碘化铬首次制出二维磁体。所谓二维磁体是只有一层原子还能保有磁性的材料。三碘化铬的晶体结构是层叠状的，在零下２２８摄氏度以下环境中，单个原子厚的三碘化铬材料具有永磁体特性。这种材料在低温下还展示出独特的层间反铁磁性，可高效用于允许或禁止电子流动。

研究人员将两层三碘化铬置于两层导电的石墨烯间，当这两层三碘化铬中的电子自旋指向相同或相反时，电子可无阻通行或基本被阻止，这被称为“隧穿磁阻效应”。可实现这种效应的结构被称为“磁性隧道结”，是磁性信息存储的最基本单元。

他们发现，区别于传统的“磁性隧道结”，当增加三碘化铬层数时，可拥有更多电子自旋组合，从而有望大幅提高单个器件的信息存储容量。研究团队在４层的纳米器件中实现了超过现有技术１０倍的“隧穿磁阻效应”。

论文通讯作者许晓栋介绍，随着信息的爆炸性增长，增加数据存储密度并降低能耗成为一个挑战，这种单原子存储器件则有望解决这一问题。他们已经利用这种材料开发出一种新颖的存储器件。下一步，研究团队希望减少对磁场和温度的要求，让这一技术的产业化成为可能。