科技日报北京5月20日电 （记者常丽君）最近，以美国能源部（DOE）阿贡国家实验室和北伊利诺伊大学为首的一个研究团队首次成功制造出一种名为“可擦写磁荷冰”的新材料，能以前所未有的精确度控制局部磁场，在数据存储和逻辑设备等方面有广阔应用前景，有助于开发新的计算技术，研发更小、更强大的计算机，在量子计算中也有重要作用。
据物理学家组织网19日报道，目前的磁性存储设备中包含大量纳米磁体，一个磁体有两个磁极，可代表二进制数字0或1。一个磁荷冰系统有8种可能的组合而不是两种，所以存储更密集，容量更大。
人工自旋冰是一种纳米磁体阵列，其自旋形成特定的晶格结构，能模拟天然磁性材料中的“阻挫”现象。过去十年间，科学家一直在开发、研究人工自旋冰，试图控制其不同寻常的性质，却一直未能成功。
为攻克这一难题，阿贡实验室材料科学家肖智利（音译）和同事分开了磁自旋晶格结构和磁荷之间的关联。他们用一种双轴矢量磁铁，精确而方便地将磁荷冰调成8种可能组合中的任一种。磁力显微镜证明，这种磁荷冰材料在室温下具有书写、读取和擦除多种功能。他们还利用专门开发的图形技术，把单词“ICE”写在了这种材料上，所占空间比头发直径还小10倍。
论文第一作者、肖实验室前博士后研究助理王永雷（音译）说，虽然自旋和磁荷总是相互关联，但可以用不同方法来控制它们。他们的研究没有集中在自旋上，而是处理磁荷让它们更加可控。
肖说，磁荷冰是由一层原子构成的二维材料，也可用于石墨烯等其他薄膜材料。它环保，成本低，但要用在技术设备中还面临许多障碍，如要用双轴矢量磁铁才能实现所有能态的排列组合等。
(责任编辑：罗伯特)
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