東京大學的一個研究小組已經實現了一種通過通過小電流來反轉北極和南極的磁鐵。
近年來,作為磁化方向的信息存儲和高速讀取技術的研究一直在取得進展。如果可以使用這種技術實現新設備,預計將有可能顯著降低功耗。
然而,改變磁化方向通常需要大量的功率。磁化反轉是一種將電子自旋方向轉變為磁化的方法,或利用電流通過鐵磁性金屬薄膜和非磁性金屬薄膜的兩層結構而產生的自旋軌道扭矩力的方法。金屬薄膜被接合,然而,在每種情況下,都需要大約2 Acm-107的大電流。
這一次,我們製作了一種由 GaMnAs 製成的超薄膜,這是一種鐵磁半導體,它是通過用百分之幾的錳原子摻雜一種稱為砷化鎵的半導體製成的。通過簡單地通過該薄膜的電流,可以用大約 3.4 x 105 Acm-2 的非常小的電流密度來反轉磁化。這個值比傳統磁化反轉研究所需的電流密度小大約兩個數量級。
該小組推測,GaMnAs 具有自旋引發的相互作用,這是一種相對論的量子效應,除了它作為磁體的特性外,它還可以在低電流密度下實現磁化反轉。..此外,發現具有大波數的電子(或空穴)需要有助於傳導,以充分利用自旋軌道相互作用。由以上可知,如果在成為磁鐵的物質內部存在自旋激活相互作用大、波數大的電子,則有可能以低功率反轉磁化。
預計這一結果將加速尋找能夠以低功率逆轉磁化的新材料。