Nam châm mỏng nhất thế giới dày bằng một nguyên tử

Sự ra đời của nam châm siêu mỏng hoạt động ở nhiệt độ phòng có thể dẫn tới nhiều bước tiến lớn trong lĩnh vực vi tính và vật lý lượng tử.

Thiết kế nam châm mới là sản phẩm của các chuyên gia đến từ Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley và Đại học California, Berkeley. Sử dụng kỹ thuật có thể dễ dàng mở rộng quy mô, loại nam châm này bao gồm một lớp nguyên tử oxit thiếc xen kẽ với các nguyên tử coban. Nhóm nghiên cứu sử dụng một cơ chế khác biệt để tạo ra nam châm 2D, các nguyên tử tự do trong oxit thiếc sẽ bảo lưu từ tính của coban.

Nam châm mỏng nhất thế giới dày bằng một nguyên tử
Minh họa lớp nguyên tử oxit thiếc xen kẽ nguyên tử coban. (Ảnh: Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley).

Độ dày của nam châm chỉ bằng khoảng một phần triệu một tờ giấy nhưng vẫn linh hoạt và có thể hoạt động ở nhiệt độ phòng. Nhờ đó, thiết kế nam châm siêu mỏng có thể ứng dụng trong lưu trữ dữ liệu điện tử học spin, trong đó thông tin được mã hóa bằng spin của điện tử thay vì điện tích. Nhà khoa học vật liệu Jie Yao ở Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley và cộng sự công bố kết quả nghiên cứu trên tạp chí Nature Communications.

Rui Chen, đồng nghiệp của Yao, nhận xét phát hiện rất thú vị bởi cơ chế mới giúp tạo ra vật liệu từ 2D. Những bộ nhớ hiện nay thường sử dụng phim từ tương đối mỏng nhưng xét ở cấp nguyên tử, chúng vẫn có ba chiều (3D) với độ dày bằng hàng trăm tới hàng nghìn nguyên tử. Nam châm hai chiều (2D) mỏng và nhỏ hơn rất hấp dẫn với giới nghiên cứu bởi chúng có tiềm năng lưu trữ dữ liệu ở mật độ cao hơn nhiều, đòi hỏi ít không gian hơn để chứa cùng lượng thông tin.

Dù vật liệu từ 2D có nhiều hứa hẹn, những nam châm như vậy thường chỉ hoạt động trong điều kiện giới hạn, trở nên kém ổn định về mặt hóa chất và không thể dùng ở gần nhiệt độ phòng. "Các nam châm 2D hiện nay cần nhiệt độ rất thấp để hoạt động, nhưng do nhiều lý do thực tế, trung tâm dữ liệu cần vận hành ở nhiệt độ phòng", Yao giải thích. "Về mặt lý thuyết, chúng tôi biết nam châm càng nhỏ, mật độ dữ liệu tiềm năng của đĩa càng lớn. Sản phẩm của chúng tôi không chỉ là nam châm 2D đầu tiên hoạt động ở nhiệt độ phòng hoặc cao hơn, mà còn là nam châm đầu tiên đạt giới hạn 2D đích thực với độ mỏng bằng một nguyên tử".

Theo Chen, cơ chế phía sau từ tính của vật liệu mà họ gọi là nam châm oxit thiếc van der Waals nằm ở quá trình electron tự do từ oxit thiếc (không có từ tính) đóng vai trò như vật trung gian, đảm bảo nguyên tử coban ở lớp nguyên tử quay đúng hướng, nhờ đó duy trì từ tính.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Công ty Mỹ cho đặt trước môtô bay tốc độ 240km/h

Công ty Mỹ cho đặt trước môtô bay tốc độ 240km/h

Môtô bay Speeder sử dụng động cơ phản lực, có thể cất hạ cánh thẳng đứng và bay cao tới 4.500 m.

Đăng ngày: 22/07/2021
Công ty Anh phát triển máy bay điện nhanh nhất thế giới

Công ty Anh phát triển máy bay điện nhanh nhất thế giới

Máy bay điện Electric NXT có thể lập kỷ lục thế giới khi bay với tốc độ 480 km/h nhờ bộ pin nặng 300 kg.

Đăng ngày: 22/07/2021
Trung Quốc ra mắt hệ thống giao thông đệm từ trường tốc độ 600km/h

Trung Quốc ra mắt hệ thống giao thông đệm từ trường tốc độ 600km/h

Ngày 20/7, Trung Quốc vừa chính thức trình làng hệ thống giao thông đệm từ trường có tốc độ 600 km/h. Đây là phương tiện mặt đất nhanh nhất thế giới hiện nay.

Đăng ngày: 21/07/2021
Tàu siêu tốc Hyperloop sử dụng công nghệ bay tốc độ 1.000 km/h

Tàu siêu tốc Hyperloop sử dụng công nghệ bay tốc độ 1.000 km/h

Với đường cao tốc 30 làn ống, tàu siêu tốc Hyperloop sẽ vận chuyển nhiều người và hàng hoá qua lại giữa các thành phố với thời gian tính bằng phút.

Đăng ngày: 21/07/2021
Chế tạo thành công cây cầu thép in 3D đầu tiên trên thế giới

Chế tạo thành công cây cầu thép in 3D đầu tiên trên thế giới

Cây cầu dài 12,2 m được in 3D bằng 6.000 tấn thép không gỉ, trang bị nhiều cảm biến giúp các kỹ sư theo dõi công trình theo thời gian thực.

Đăng ngày: 20/07/2021
Tìm ra cách sạc thiết bị thông minh bằng mô hôi từ cơ thể người

Tìm ra cách sạc thiết bị thông minh bằng mô hôi từ cơ thể người

Cụ thể, chúng ta sẽ có thể cấp điện cho các thiết bị từ những vi mạch cấy trên các đầu ngón tay.

Đăng ngày: 20/07/2021
Công ty Anh phát triển

Công ty Anh phát triển "Mặt trời nhân tạo" 100 triệu độ C

Công ty Tokamak Energy là một trong những nhà tiên phong trong cuộc đua phát triển thiết bị tổng hợp hạt nhân hay còn gọi là phản ứng nhiệt hạch khả thi về mặt thương mại.

Đăng ngày: 17/07/2021
Tiêu điểm
Khoa Học News