科学家在利用热量控制二维材料磁性方面取得突破

开创性的新研究可能有助于释放创造超快激光驱动存储设备的令人兴奋的新潜力。这项由埃克塞特大学专家领导的研究可以通过开发激光驱动的磁畴存储器来彻底改变数据存储领域

这项新研究的基础是创建一种关键的新方法，利用热量在二维（2D）范德华材料中以前所未有的精度操纵磁性。该研究发表在《自然通讯》杂志上

通常，热量是电子设备（尤其是半导体）功耗的一种不必要的副产品。随着设备变得更小、更紧凑，管理热量已成为现代电子产品的主要挑战之一

然而，这项新研究将这一挑战转化为机遇。该团队的创新技术利用了2D材料的独特特性，其中弱层间结合允许极低的导热性和高度各向异性的散热

这项研究由埃克塞特大学的Maciej Dąbrowski博士领导，介绍了一种在短至数百飞秒的时间尺度上控制热流和磁性的新方法

通过使用特定波长的定时激光脉冲来加热材料，然后使用另一个波长的脉冲来探测由此产生的变化，该团队实现了对原子薄2D材料的温度和磁化动力学的实时监测

这实现了亚皮秒的时间分辨率和亚微米的空间分辨率，为该领域的精度设定了新的基准

这项研究的一个关键突破是该团队能够操纵磁性层的厚度，显著提高了散热速率，加速了磁化恢复过程

这些进步为开发仅使用激光脉冲运行的超快数据记录设备奠定了基础，完全消除了对外部磁场的需求

这一突破的潜在应用是巨大的。利用激光脉冲控制磁性而不需要外部磁场的能力，可以创造出比目前任何可用设备更快、更小、更可靠的高效、非易失性存储设备

Dąbrowski博士说：“这项研究为未来器件在超快时间尺度上的热工程开辟了令人兴奋的可能性。到目前为止，我们的研究结果中观察到的强大磁畴记忆效应在其他材料中是无法实现的，并揭示了2D范德华磁体在超快磁记录和基于电子自旋的量子技术中的新应用。”