財聯社（上海，編輯 黃君芝）訊，根據最新研究，讓熒光燈發出嗡嗡聲的特性可以為新一代更高效的計算設備提供動力，這些計算設備通過磁場而不是電力來存儲數據。

據報道，由美國密歇根大學（University of Michigan）研究人員領導的一個團隊開發了一種材料——由鐵和鎵組合而成，它的“磁致伸縮”性能至少是同類材料的兩倍，而且成本遠低于同類材料。除了計算，它還可以為醫療和安全設備帶來更好的磁傳感器。

當一種材料的形狀和磁場相聯系時，就會發生磁致伸縮，也就是說，形狀的改變會導致磁場的改變。這一特性可能是被稱為磁電的新一代計算設備的關鍵。磁電芯片可以使從大型數據中心到手機的所有東西都更加節能，大幅降低世界計算基礎設施的電力需求。

磁電裝置利用磁場代替電力來存儲二進制數據中的數字1和0。微小的電脈沖就會使它們稍微膨脹或收縮，并將它們的磁場從正變為負，反之亦然。因此，它們不像現在的芯片那樣需要穩定的電流，它們只需要一小部分的能量。

該研究的第一作者、麻省理工學院材料科學與工程教授John Heron表示，“讓磁電設備工作的關鍵是找到電和磁特性相關聯的材料。更多的磁致伸縮意味著一個芯片可以用更少的能量做同樣的工作。”

據了解，當今大多數磁致伸縮材料都使用稀土元素，而稀土元素過于稀缺和昂貴，無法達到計算設備所需的數量。但是Heron的團隊已經找到了一種方法，可以從廉價的鐵和鎵中“誘導”出高水平的磁致伸縮。

Heron解釋說，通常情況下，鐵鎵合金的磁致伸縮性會隨著鎵的加入而增加。但是，當更多的鎵開始形成一個有序的原子結構時，這些增加會趨于平穩，并最終開始下降。

因此，研究小組使用了一種稱為低溫分子束外延的工藝，基本上將原子凍結在原地，防止它們在添加更多鎵時形成有序結構。通過這種方法，Heron和他的團隊能夠使材料中的鎵含量翻倍，與未修改的鐵鎵合金相比，其磁致伸縮性增加了10倍。

Heron說，“低溫分子束外延是一種非常有用的技術——它有點像用單個原子進行噴漆。而將這種材料‘噴涂’在施加電壓時會輕微變形的表面上，也使得測試其磁致伸縮特性變得容易。”

此外，該研究中制造的磁電裝置有幾微米大小，按計算標準來說是很大的。但研究人員正在與英特爾公司合作，設法將其縮小到更有用的尺寸，以便與該公司的磁電自旋軌道設備（或MESO）計劃兼容，其目標之一是將磁電設備推向主流。

Heron說：“英特爾非常擅長規?；a，在技術的具體細節方面，它能讓一項技術在超大規模的電腦芯片上工作。他們對這個項目非常投入，我們會定期與他們會面，以獲得反饋和想法，如何提高這項技術，使其在他們稱為MESO的計算機芯片上有用。”

雖然使用這種材料的設備可能還需要幾十年的時間才能真正問世，但Heron的實驗室已經通過密歇根大學技術轉讓辦公室申請了專利保護。該研究成功也于近日被刊登在了知名科學期刊《自然通訊》上。

來源：財聯社

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