美制造出性能独特的高灵敏磁性材料

2014-4-01 09:29 来源: 科技日报
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  《应用物理学快报》杂志刊登了美国加州大学圣迭戈分校的物理学家伊凡·舒尔研究团队的最新发现:一种依靠微小的温度变化就能改变其磁性的高灵敏磁性材料,新材料或许能用来制造磁性储存器,提高计算机硬盘的存储性能。

  这种材料目前还没有名字,但舒尔表示:“磁性氧化物混合物”或许能恰如其分地表达出其独特的属性。据美国趣味科学网站近日报道,新材料由薄薄一层镍和一层氧化钒组成,镍有磁性且对热很敏感,而氧化钒的属性则会随温度发生改变。温度低时,氧化钒像绝缘体;温度高时像金属。舒尔表示:“将一层氧化物和一层磁性材料放在一起,我们能制造出拥有独特磁性的人工材料。”

  舒尔解释道,任何磁性材料都有两个非常重要的属性:磁化和矫顽力—指在磁性材料已磁化到磁饱和后,使其磁化强度减到零所需要的磁场强度,后者对温度的依赖很弱。比如,磁性冰箱贴的矫顽力非常大,因此,在室温下,其磁性能始终保持,为了减少其矫顽力使其不再具有磁性,必须将其加热到很高的温度;而为了让其再次拥有磁性,必须将其置于一个磁场中。但新材料的矫顽力在10摄氏度的变化范围内就能显著改变,因此,不需要将其加热到高温就可以让其再次拥有磁性。

  舒尔表示,这项刚刚起步的研究有两个潜在的应用领域:存储器和变压器。未来的磁性存储系统必须使用激光器加热,但使用新材料,或许只需将其加热20开尔文就能让其矫顽力改变5倍。而且,这种材料也许还能被用于电网中,由其制成的新型变压器能像所谓的“电流故障限制器”一样,应付突然而至的电流尖脉冲。

  更重要的是,除了使用温度,他们或许也能使用电压或电流来控制磁性材料的矫顽力。未参与该研究的西弗吉尼亚大学物理学家戴维·李德曼说:“仅仅通过电压施加电场来控制磁性对于数据存储和磁性传感器来说都至关重要。一般情况下,磁性由磁场来控制,但在小范围内施加磁场非常困难,而施加电场容易一点,反应也要快很多。因此,新材料能应用于多个领域,比如回转轮、手机、GPS接收器、罗盘等。”

  不过,李德曼也表示,迄今为止,还未曾有人演示过这种通过电控制磁性的方法,未来应该有人做到,这将“产生巨大的技术影响”。