鐵鈷合金——讓計算機存儲速度飛起來

材料牛注：計算機和手機已成為生活必需品，其數據存儲速度不僅是影響用戶的客觀體驗，更是對電子產業的發展至關重要，如何讓數據存儲速度更快、更高效，是一個值得思考的問題。近來，瑞典烏普薩拉大學的研究人員發現一種新型合金材料，可以為電腦和智能手機等電子設備，提供更快、更高效的存儲。

最近，瑞典烏普薩拉大學的研究人員發現一種新型合金材料，它可以為電腦和智能手機等電子設備提供更快、更高效的存儲。由這種材料制成的設備體積可以極小，且可消除磁性材料的動態能量損失。

該材料是一種由金屬鈷和鐵組成的二元金屬鐵磁合金，阻尼接近10^-4量級。如此低的阻尼，過去只在準金屬或磁性絕緣體，如某些鐵氧化物中觀察到過。

磁性材料可以有效地存儲和傳輸數據，出現后便輕易取代了18世紀早期出現的穿孔卡片。隨后的發展，包括磁帶和硬盤的發明，帶來了信息技術的大爆炸。迄今，約70%的數據存儲在磁性介質中。

如今，我們能夠制造微米級的磁性存儲設備，并且實現納秒級的傳輸速度，一天的數據傳輸可以達到100千兆字節，滿足了日益發展的存儲需求。為了繼續滿足高級的存儲需求，我們需要更小、傳輸速度更快的設備，因此需要發展新型存儲技術、探索新型磁性材料。

烏普薩拉大學的研究人員發現了一種新的磁性鐵鈷合金材料，其低阻尼特性可以實現材料內數據的高效傳輸。

磁性材料的阻尼與冰球表面的摩擦力類似，當冰球劃過冰面時，由于與冰面之間的摩擦力使得冰球最終靜止。這種磁性材料的阻尼參數可以類比于冰球和冰面之間的摩擦系數。這種鐵鈷合金的低阻尼現象，可以通過其內部電子結構獨特的屬性來解釋——在其內部，阻尼與最高能級狀態的電子數目成正比。

新發現的鐵鈷合金阻尼系數低，生產簡單，室溫下就有磁性，而且鐵和鈷都是普通元素，因此我們可以把它作為用于尋找新的更好合金的參考標準。

這項研究領域的實驗和理論結合得十分成功，發表的研究論證了應對材料領域新技術挑戰時，合作的重要性。同時，也提供了一種對于阻尼機制的全新基本理解，使得我們能夠通過理論，預測出那些阻尼更小的新型高效的金屬和非金屬材料。

該研究是基于理論計算和實驗研究方面的國際合作。烏普薩拉大學天文物理學和天文學系的Danny Thonig, Olle Eriksson 和Olof Karis將研究成果發表在5月16日的Nature Physics?上。

原文鏈接：New Combination of Materials Could Speeds up Computers

文獻鏈接：Ultra-low magnetic damping of a metallic?ferromagnet

本文由材料人編輯部楊超提供素材，王飛編譯，薛文嘉審核，點我加入材料人編輯部。