科學家造出常溫下超薄磁鐵 僅有一個原子厚度

由鈷原子和氧化鋅分子構成的單層原子薄的磁鐵材料示意圖，紅色為鈷原子、黃色為鋅原子、藍色為氧原子。(Berkeley Lab)

【大紀元2021年08月03日訊】（大紀元記者高文森編譯報導）美國能源部伯克利國家實驗室（LBNL）與加利福尼亞大學伯克利分校（UC Berkeley）的研究人員合作，開發出世界上最薄的磁性材料——只有單層原子厚度，更重要的優勢是，它在常溫狀態下即可維持磁性。

這種材料將推動計算機和電子科技領域發生新的變化，比如造出新一代更高存儲密度的存儲器，以及為量子物理學研究提供新的工具。

「這是世界上第一個可以在常溫狀態下維持其化學穩定性的二維磁性材料，」這份研究的主要撰寫者之一材料科學副教授姚傑（Jie Yao，音譯）說。

現代存儲設備裡面常用的磁薄膜雖然已經是很薄的材料，但是在微觀層面，它們仍然是三維的狀態，也就是說它們至少有幾百個或幾千個原子的厚度。

在過去幾十年以來，研究人員不斷在改進技術，想讓磁材料越來越薄，最終達到二維的厚度，這樣存儲數據的密度可以越來越高。以前其它研究也造出過二維磁材料，但是在常溫下其化學成分不穩定，容易失去磁性。

「目前最高級的二維磁材料需要依賴低溫工作。這不實用，因為數據中心都是在常溫下工作。」姚傑說，「我們的二維磁材料不僅是第一個能夠在常溫甚至比常溫更高一些的溫度下工作的材料，也是第一個真正實現二維的材料：它只有單層原子的厚度！」

研究者說，這個材料將為量子物理學研究提供新的平台。「我們的薄磁材料只有一個原子的厚度，為探索量子世界提供了最佳的平台。它打開每個原子供探索，這有助於揭示量子物理學在單個磁原子層面的作用機制，以及磁原子之間的互動。而使用傳統較厚的磁材料，所有的磁原子都深埋在材料的內部，要研究裡面的情況難度很大。」

這項研究6月25日發表於《自然·通訊》（Nature Communications）期刊。

責任編輯：葉紫微