中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
磁性材料在現代社會(huì )中無(wú)處不在，幾乎存在于我們每天使用的所有設備中，尤其是智能手機/手表、平板電腦、臺式電腦等個(gè)人電子產(chǎn)品，都依靠磁性材料來(lái)存儲信息?，F代設備中的信息是以1和0的長(cháng)鏈存儲的，是作為計算機語(yǔ)言的二進(jìn)制數字系統。
目前，在電子產(chǎn)品中改變磁鐵的方向(本質(zhì)上是寫(xiě)入或改寫(xiě)數據)一直依賴(lài)于使用電流，與給家里的插座供電和給手機充電所需的電流相同。這就存在一個(gè)問(wèn)題：當你將電流通過(guò)材料時(shí)，材料會(huì )發(fā)熱。這種熱量是一種能量的形式，會(huì )流失到環(huán)境中，基本上是浪費了。存儲越來(lái)越多數據的需求每年都在增加，并且需要創(chuàng )造越來(lái)越小的設備，這就成倍地惡化了這種加熱效應，導致巨大的能量損失。因此，現在很多人希望開(kāi)發(fā)新的節能材料和技術(shù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
解決此問(wèn)題的一種可能的方法是使用磁性材料，該材料可以依靠電壓來(lái)重新定向磁性材料(在一個(gè)稱(chēng)為壓控磁性的研究領(lǐng)域中進(jìn)行了研究)，使用電壓代替電流來(lái)顯著(zhù)降低改變磁性方向所需的能量。當然還有其他方法，但該領(lǐng)域一個(gè)很有前途和流行的研究分支是探索磁離子學(xué)，即利用電壓將非磁性原子移入和移出磁性材料，從而改變其磁性能。
最近，巴塞羅那自治大學(xué)(UAB)和喬治敦大學(xué)等多個(gè)研究機構進(jìn)行了合作研究，研究成果發(fā)表在《Nature Communications》雜志上，研究發(fā)現利用電壓可以在含氮金屬中開(kāi)關(guān)磁性(即產(chǎn)生或消除這種材料的所有磁性特征)。一個(gè)簡(jiǎn)單的類(lèi)比是，我們只需將磁鐵連接到電池上，并施加一定的電壓極性，就能夠產(chǎn)生或完全消除磁鐵對冰箱門(mén)等的吸引強度。在這個(gè)項目中，鈷氮化物本身被證明是無(wú)磁性的，但當氮氣被電壓去除后，它就會(huì )形成富鈷結構，而富鈷結構具有磁性(反之亦然)。這個(gè)過(guò)程被證明是可重復和持久的，這表明這種系統是一種很有前途的手段，可以用可循環(huán)的方式寫(xiě)入和存儲數據。有趣的是，它所需的能量較少，而且比使用氧等其他非磁性原子的系統速度更快，從而提高了可能的能源節約。
