MIT研发的光驱动反铁磁存储器可取代当今的铁磁体

由物理学教授 Nuh Gedik 领导的研究小组主要研究一种名为 FePS₃的材料，这是一种反铁磁体，在零下 247 华氏度左右会转变为非磁性状态。 他们假设，用激光精确激发 FePS₃ 原子的振动，可以破坏其典型的反铁磁排列，诱导出一种新的磁态。

在传统磁体（铁磁体）中，所有原子自旋都朝同一方向排列，因此磁场易于控制。 相比之下，反铁磁体具有更复杂的上-下-上-下自旋模式，这种模式会抵消磁场，从而导致净磁化为零。 虽然这种特性使反铁磁体具有很强的抗杂散磁影响的能力--这是安全数据存储的一个优势，但也给有意在"0"和"1"状态之间切换以进行计算带来了挑战。

Gedik 的创新激光驱动方法试图克服这一障碍，为未来的高性能存储器和计算技术打开反铁磁体的大门。

研究小组的创新方法是将铁氧体聚苯硫醚（FePS₃）样品冷却到其转变温度以下，然后用精心调谐的太赫兹激光脉冲对其进行轰击。 这些激光每秒振荡超过一万亿次，完全符合材料原子的自然振动频率。

令人惊奇的是，研究人员发现这些脉冲推动材料进入了一种全新的磁化状态，这种状态在激光脉冲结束后持续了几毫秒。

正如 Gedik 强调的那样，虽然毫秒看似转瞬即逝，但在量子世界中，与之前的尝试相比，这实际上就是永恒。

展望未来，研究人员的目标是完善并进一步理解这些诱导磁相。 最终目标是在下一代数据存储和处理硬件中利用反铁磁体。 与当今的技术相比，反铁磁体的磁畴坚固耐用，能抵御杂散磁噪声，因此可以实现更密集、更节能的内存和逻辑芯片。

然而，在反铁磁计算机成为现实之前，仍然存在巨大的工程挑战。 研究小组对此持乐观态度，他们的突破性研究成果发表在《自然》（Nature）上，标志着他们朝着这一愿景迈出了关键一步。