麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們已經(jīng)解決了將二維磁性材料投入實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵障礙，為下一代節(jié)能計(jì)算機(jī)奠定了基礎(chǔ)。
在全球范圍內(nèi)，在人工智能的推動下，計(jì)算正在以前所未有的速度蓬勃發(fā)展。因此，世界計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施驚人的能源需求已成為一個主要問題，而開發(fā)更節(jié)能的計(jì)算設(shè)備是科學(xué)界面臨的主要挑戰(zhàn)。
使用磁性材料來構(gòu)建存儲器和處理器等計(jì)算設(shè)備已成為創(chuàng)建“超越 CMOS”計(jì)算機(jī)的一種有前途的途徑，與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)相比，這種計(jì)算機(jī)使用的能源要少得多。磁體中的磁化切換可用于計(jì)算，就像晶體管從打開或關(guān)閉切換以表示二進(jìn)制代碼的 0 和 1 一樣。
二維磁鐵的優(yōu)點(diǎn)
雖然這一方向的大部分研究都集中在使用塊狀磁性材料，但一類新型磁性材料(稱為二維范德華磁體)提供了卓越的性能，可以提高磁性設(shè)備的可擴(kuò)展性和能源效率，使其商業(yè)化可行的。
盡管轉(zhuǎn)向二維磁性材料的好處是顯而易見的，但它們在計(jì)算機(jī)中的實(shí)際應(yīng)用卻受到一些基本挑戰(zhàn)的阻礙。直到最近，二維磁性材料只能在非常低的溫度下工作，就像超導(dǎo)體一樣。因此，將其工作溫度提高到室溫以上仍然是首要目標(biāo)。此外，對于在計(jì)算機(jī)中使用，重要的是它們可以被電控制，而不需要磁場。彌合這一基本差距，即二維磁性材料可以在室溫以上且無需任何磁場的情況下進(jìn)行電切換，有可能將二維磁體轉(zhuǎn)化為下一代“綠色”計(jì)算機(jī)。
麻省理工學(xué)院研究人員的突破
麻省理工學(xué)院的一個研究小組現(xiàn)在通過設(shè)計(jì)一種“范德華原子分層異質(zhì)結(jié)構(gòu)”裝置實(shí)現(xiàn)了這一重要里程碑，其中二維范德華磁體(碲化鐵鎵)與另一種二維材料(二碲化鎢)連接。在最近發(fā)表在Science Advances上的一篇開放獲取論文中，該團(tuán)隊(duì)表明，只需在兩層器件上施加電流脈沖，就可以在 0 和 1 狀態(tài)之間切換磁鐵。
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