Группа международных исследователей под руководством Университета Оттавы совершила прорыв в разработке ультратонких магнитов. Это открытие может привести к созданию более быстрой и энергоэффективной электроники, квантовых компьютеров и передовых систем связи.
Основные моменты исследования
Исследование под руководством Хэнг Чи, доцента по физике в Университете Оттавы, демонстрирует новый способ усиления магнетизма в материалах толщиной всего в несколько атомов. Это важный шаг к тому, чтобы сделать такие ультратонкие магниты практичными для использования в реальных технологиях.
Публикация
Статья опубликована в журнале Reports on Progress in Physics.
Проблема традиционных магнитов
Традиционные магниты громоздки, и их сложно миниатюризировать для современной электроники. Ультратонкие (2D) магниты, напротив, имеют толщину всего в несколько атомов и могут позволить создавать более компактные и мощные устройства. Однако у них есть существенный недостаток: обычно они работают только при экстремально низких температурах, что делает их непрактичными для повседневного использования.
Решение проблемы
Чтобы решить эту проблему, команда профессора Чи объединила ультратонкие магниты со специальным материалом — топологическим изолятором. Топологический изолятор позволяет электронам беспрепятственно течь по его поверхности. Когда два материала были объединены, магнетизм стал сильнее и стабильнее — даже при более высоких температурах.
«Это как будто мы дали магниту дополнительный импульс», — объясняет профессор Чи. «Комбинируя его с подходящим материалом, мы можем улучшить его характеристики, не повреждая его. Это может изменить правила игры для будущей электроники».
Результаты
Ультратонкий магнит сам по себе работал при температуре около 100 Кельвин, но в сочетании с топологическим изолятором его сила увеличилась на 20%, и он стал функционировать при более высоких температурах (например, при температуре жидкого азота — 77 Кельвин).
Это открытие предоставляет учёным новый способ создания более сильных и стабильных наноразмерных магнитов. Следующие шаги включают тестирование различных комбинаций материалов для того, чтобы довести работу этих магнитов до комнатной температуры — критически важный этап для их использования в реальных условиях.
«Мы открываем новые возможности для будущих технологий», — говорит профессор Чи. «Это может привести к созданию более быстрых компьютеров, более эффективного хранения данных и прорывов в квантовых вычислениях».
Предоставлено Университетом Оттавы
tiny magnets practical for real-world technologies.”,”The paper is published in the journal Reports on Progress in Physics.”,”Traditional magnets are bulky and can’t be easily miniaturized for cutting-edge electronics. Ultra-thin (2D) magnets, on the other hand, are just a few atoms thick and could enable smaller, more powerful devices. However, they have a major drawback: they usually only work at extremely cold temperatures, making them impractical for everyday use.”,”To solve this problem, Professor Chi’s team combined these ultra-thin magnets with a special type of material called a topological insulator, which allows electrons to flow smoothly along its surface. When the two materials were layered together, the magnetism became stronger and more stable—even at higher temperatures.”,”\”This is like giving the magnet a boost,\” explains Professor Chi. \”By pairing it with the right material, we can enhance its performance without damaging it. This could be a game-changer for future electronics.\””,”The ultra-thin magnet alone worked at around 100 Kelvin, but when combined with the topological insulator, its strength further improved by 20%, functioning at higher temperatures (cf. liquid nitrogen 77 Kelvin).”,”This discovery provides scientists with a new way to engineer stronger, more stable nanoscale magnets. The next steps include testing different material combinations to push these magnets toward room-temperature operation—a critical milestone for real-world applications.”,”\”We’re unlocking new possibilities for future technology,\” says Professor Chi. \”This could lead to faster computers, more efficient data storage, and breakthroughs in quantum computing.\””,”\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tProvided by\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tUniversity of Ottawa\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t”,”\n\t\t\t\t\t\t\tMore from Atomic and Condensed Matter\n\t\t\t\t\t\t “]’>Источник