【科技】利用超快热导可操控铁磁体的磁化

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最近，美国伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校的科学家揭示了科学家可以用热控制磁性形成的新物理机制。 与以前传来的磁场不同，新机制依赖于热能传输，提供了在纳米尺度上控制磁化作用的新方法。 相关论文是最近出版的《自然·； 物理学”。

根据物理学家的组织网，研究者制作了包括两个磁性层和一个传热层的多层金属自旋阀结构。 热流通过第一层磁性材料时，产生电子自旋分离。 我们的研究是利用这个的。 利用形成这种磁双极流的过程，可以操作第二磁性层的方向。 香槟分校材料科学与工程系主任大卫·； 卡西教授说。

我们利用超高速热传导引起的自旋流动产生自旋转移矩( stt )。 自旋力矩是自旋角动量从强磁性体的导电向磁化的移动，可以用自旋流而不是磁场来操作纳米磁铁。 论文第一作者，该校材料科学和工程系博士周江民(音译)说。 通常，通过使电流流过磁性层而产生自旋移动力矩，但他们表示存在以强热流产生自旋移动力矩的机理，该机理主要由自旋相关的塞贝克效应驱动。 塞贝克效应是热电现象，由同一电路内两种不同材料之间的温差产生电压。 自旋依赖的塞贝克效应是指在强磁性体中产生自旋电子的类似现象。

在金属自旋阀结构中，使用皮秒(兆分之一秒)的激光脉冲产生强的超高速热流，对热自旋转移进行了量化。 这种热流达到每平方米100gw (吉瓦，意10亿瓦)，持续了约50皮秒。 热驱动自旋流的符号和数值可以通过强磁性层的成分和传热层的厚度来控制。 卡西说。

在纳米自旋装置中，自旋和热的结合产生了新的物理现象，由热传输驱动的自旋磁矩可以提供控制局部磁化的新方法。 卡西说，用热流分离电子自旋的物理机制与热电偶作用和热发电机有关，热发电机可以向深空探测器供电。 在热电设备中，由于热流引起电荷分离，该电荷分离可以用于温度检测和电力供给。

在中学教科书中，磁性似乎只和电有关。 事实上，磁现象和热可以相互影响。 这是目前吸引许多科学家的热门行业。 人们发出磁铁，不仅可以摩擦、摩擦的老方法，还可以用激光精确操作，磁化一个小区域。 将来，我们的家电产品会有更精巧、更复杂的磁铁发挥作用。 导航、数控等行业因尖端磁性技术而产生奇怪的新应用，可能性也很高。