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美制造出高靈敏磁性材料 溫度變化能改變其磁性

2014/4/8 9:31:00 來源:

  美制造出性能獨特的高靈敏磁性材料

  微小的溫度變化就能改變其磁性

  科技日報訊 《應用物理學快報》雜志刊登了美國加州大學圣迭戈分校的物理學家伊凡·舒爾研究團隊的最新發現:一種依靠微小的溫度變化就能改變其磁性的高靈敏磁性材料,新材料或許能用來制造磁性儲存器,提高計算機硬盤的存儲性能。

  這種材料目前還沒有名字,但舒爾表示:“磁性氧化物混合物”或許能恰如其分地表達出其獨特的屬性。據美國趣味科學網站近日報道,新材料由薄薄一層鎳和一層氧化釩組成,鎳有磁性且對熱很敏感,而氧化釩的屬性則會隨溫度發生改變。溫度低時,氧化釩像絕緣體;溫度高時像金屬。舒爾表示:“將一層氧化物和一層磁性材料放在一起,我們能制造出擁有獨特磁性的人工材料。”

  舒爾解釋道,任何磁性材料都有兩個非常重要的屬性:磁化和矯頑力—指在磁性材料已磁化到磁飽和后,使其磁化強度減到零所需要的磁場強度,后者對溫度的依賴很弱。比如,磁性冰箱貼的矯頑力非常大,因此,在室溫下,其磁性能始終保持,為了減少其矯頑力使其不再具有磁性,必須將其加熱到很高的溫度;而為了讓其再次擁有磁性,必須將其置于一個磁場中。但新材料的矯頑力在10攝氏度的變化范圍內就能顯著改變,因此,不需要將其加熱到高溫就可以讓其再次擁有磁性。

  舒爾表示,這項剛剛起步的研究有兩個潛在的應用領域:存儲器和變壓器。未來的磁性存儲系統必須使用激光器加熱,但使用新材料,或許只需將其加熱20開爾文就能讓其矯頑力改變5倍。而且,這種材料也許還能被用于電網中,由其制成的新型變壓器能像所謂的“電流故障限制器”一樣,應付突然而至的電流尖脈沖。

  更重要的是,除了使用溫度,他們或許也能使用電壓或電流來控制磁性材料的矯頑力。未參與該研究的西弗吉尼亞大學物理學家戴維·李德曼說:“僅僅通過電壓施加電場來控制磁性對于數據存儲和磁性傳感器來說都至關重要。一般情況下,磁性由磁場來控制,但在小范圍內施加磁場非常困難,而施加電場容易一點,反應也要快很多。因此,新材料能應用于多個領域,比如回轉輪、手機、GPS接收器、羅盤等。”

  不過,李德曼也表示,迄今為止,還未曾有人演示過這種通過電控制磁性的方法,未來應該有人做到,這將“產生巨大的技術影響”。(劉霞)

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