新型磁存储器以其高能效和稳定性著称。这些存储器基于工作频率达到千兆赫兹的铁磁材料。然而，反铁磁材料虽然能提供更高的工作频率，但激发效率低下。
来自凯泽斯劳滕和美因茨的研究团队现已展示了一种基于薄层反铁磁体/铁磁体双层的磁性异质结构，能够融合两种材料的优势：高频率和高效激发。这项研究发表在《物理评论快报》上，并被编辑推荐。
磁性材料在电子设备的信息处理和传输中扮演着关键角色。凯泽斯劳滕-朗道大学物理系应用自旋现象小组的负责人马蒂亚斯·韦勒教授表示：“我们区分了不同类型的磁铁。”
“铁磁体具有净磁化强度，常用作永磁体，容易产生杂散场，激发也较为简单，其动态频率在千兆赫兹范围内。”
反铁磁体则表现出截然不同的特性：“从外部看，它们没有磁化迹象，不显示任何可相互作用的净磁矩，这使得它们难以激发，”博士生哈桑·阿尔·哈姆多解释说，他是这项研究的首席作者。
然而，一旦激发，反铁磁体在太赫兹范围内展示出更快的动态。这使得它们在通信技术和磁存储等领域具有潜在的应用价值，因为处理速度可以大幅提升。“但由于反铁磁体激发效率低，它们的应用受到限制，”韦勒补充道。
凯泽斯劳滕的研究人员与美因茨的同事合作，展示了如何利用反铁磁体的快速动力学。在他们的实验中，他们使用了一种复合材料。“它由两层薄膜组成，一层是铁磁性的，另一层是反铁磁性的，”韦勒解释说。铁磁层是常见的镍铁合金，常见于变压器中。反铁磁层则是一种锰金合金。
异质结构的独特之处在于反铁磁-铁磁界面上自旋的直接排列。Al-Hamdo说：“自旋描述了量子粒子的固有角动量，是所有磁现象的基础。在界面处，我们发现了一个清晰的自旋顺序。
“这导致了反铁磁和铁磁自旋之间的异常强耦合。这种耦合非常显著，以至于反铁磁体的自旋会根据铁磁体的磁化强度进行排列。这种特性是独一无二的。”
这种异质结构是由美因茨约翰内斯·古腾堡大学的同事们发明的。美因茨的同事们也开发了理论模型来解释凯泽斯劳滕的实验结果。
“通过利用我们异质结构的独特性质，我们成功地将磁激发从铁磁体转移到反铁磁体，从而获得了比纯铁磁体更高的频率。频率介于反铁磁体和铁磁体之间。
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我是的签约作者“svs”！
希望本篇文章《磁异质结构提升信息处理频率》能对你有所帮助！
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