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米兰比可卡大学与麻省理工学院共同发现新型磁性材料,计算机部件能耗最高降95%

内容概述未来计算机、智能手机及数据中心有望迎来革命性突破——在显著提升运行速度与...

未来计算机、智能手机及数据中心有望迎来革命性突破——在显著提升运行速度与能效的同时,实现能耗的大幅降低。这一重大进展源自磁学领域的最新发现,其中米兰比可卡大学材料科学系Silvia Picozzi教授团队功不可没。该团队成功研制出新型镍碘化合物(NiI₂),这类材料属于具有颠覆性潜力的"交替磁体"(altermagneti)家族。相关研究成果已通过国际顶刊《自然》(Nature)发布,合作方包括享誉全球的麻省理工学院(MIT)。

传统磁学理论将磁性材料主要分为两类:铁磁体(如普通磁铁):这类材料易于控制,但无法缩小到特定尺寸以下;反铁磁体:这类材料具有更高的稳定性、更快的响应速度,且不受"寄生磁场"干扰,但由于缺乏净磁化强度而难以操控。2022年,科学家们发现了第三种磁性行为形式:交替磁性(altermagnetism)。这种新型交替磁体(altermagneti)表现出前所未有的特性,能够突破传统两类磁性材料的局限。在这些材料中,尽管不存在整体磁化,但具有相反自旋的电子态却拥有不同的能量。这一特性使得对磁性行为的控制变得更加高效和精准。

这项研究由米兰比可卡大学和麻省理工学院(MIT)合作完成。其中,米兰比可卡大学团队负责理论开发和数值模拟工作,而MIT团队则主导材料的物理特性表征。研究发现,镍碘化合物(NiI₂)是研究交替磁体的重要模型系统。不过目前该材料需要在极低温环境下才能展现其磁性特性,因此尚无法实际应用于电子器件中。

下一步,研究人员将基于对镍碘化合物(NiI₂)的研究成果,致力于开发能在室温下保持稳定的新型交替磁体材料。这一突破将有望实现超低功耗、超高性能电子器件的制造。

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