铁钴合金——让计算机存储速度飞起来

材料牛注：计算机和手机已成为生活必需品，其数据存储速度不仅是影响用户的客观体验，更是对电子产业的发展至关重要，如何让数据存储速度更快、更高效，是一个值得思考的问题。近来，瑞典乌普萨拉大学的研究人员发现一种新型合金材料，可以为电脑和智能手机等电子设备，提供更快、更高效的存储。

最近，瑞典乌普萨拉大学的研究人员发现一种新型合金材料，它可以为电脑和智能手机等电子设备提供更快、更高效的存储。由这种材料制成的设备体积可以极小，且可消除磁性材料的动态能量损失。

该材料是一种由金属钴和铁组成的二元金属铁磁合金，阻尼接近10^-4量级。如此低的阻尼，过去只在准金属或磁性绝缘体，如某些铁氧化物中观察到过。

磁性材料可以有效地存储和传输数据，出现后便轻易取代了18世纪早期出现的穿孔卡片。随后的发展，包括磁带和硬盘的发明，带来了信息技术的大爆炸。迄今，约70%的数据存储在磁性介质中。

如今，我们能够制造微米级的磁性存储设备，并且实现纳秒级的传输速度，一天的数据传输可以达到100千兆字节，满足了日益发展的存储需求。为了继续满足高级的存储需求，我们需要更小、传输速度更快的设备，因此需要发展新型存储技术、探索新型磁性材料。

乌普萨拉大学的研究人员发现了一种新的磁性铁钴合金材料，其低阻尼特性可以实现材料内数据的高效传输。

磁性材料的阻尼与冰球表面的摩擦力类似，当冰球划过冰面时，由于与冰面之间的摩擦力使得冰球最终静止。这种磁性材料的阻尼参数可以类比于冰球和冰面之间的摩擦系数。这种铁钴合金的低阻尼现象，可以通过其内部电子结构独特的属性来解释——在其内部，阻尼与最高能级状态的电子数目成正比。

新发现的铁钴合金阻尼系数低，生产简单，室温下就有磁性，而且铁和钴都是普通元素，因此我们可以把它作为用于寻找新的更好合金的参考标准。

这项研究领域的实验和理论结合得十分成功，发表的研究论证了应对材料领域新技术挑战时，合作的重要性。同时，也提供了一种对于阻尼机制的全新基本理解，使得我们能够通过理论，预测出那些阻尼更小的新型高效的金属和非金属材料。

该研究是基于理论计算和实验研究方面的国际合作。乌普萨拉大学天文物理学和天文学系的Danny Thonig, Olle Eriksson 和Olof Karis将研究成果发表在5月16日的Nature Physics 上。

原文链接：New Combination of Materials Could Speeds up Computers

文献链接：Ultra-low magnetic damping of a metallic ferromagnet

本文由材料人编辑部杨超提供素材，王飞编译，薛文嘉审核，点我加入材料人编辑部。