铁镓磁电芯片技术为新一代计算设备带来了可能

　　使荧光灯嗡嗡作响的特性可以为新一代更高效的计算设备提供动力，这些设备用磁场而不是电来存储数据。由密歇根大学研究人员领导的一个团队已经开发出一种材料，它的磁致伸缩性至少是同类材料的两倍，而且成本远远低于其他材料。除了计算之外，它还可以为医疗和安全设备带来更好的磁传感器。
　　当一种材料的形状和磁场相联系时，就会发生磁致伸缩，也就是说，形状的改变会导致磁场的改变。这一特性可能是被称为磁电的新一代计算设备的关键。磁电芯片可以使从大型数据中心到手机的所有东西都更加节能，削减世界计算基础设施的电力需求。
　　该材料由铁和镓组合而成，在今天（2021年5月12日）发表在《自然通讯》上的一篇论文中作了详细介绍。该团队由麻省理工学院材料科学与工程教授JohnHeron领导，包括来自英特尔、康奈尔大学、加州大学伯克利分校、威斯康辛大学、普渡大学和其他地方的研究人员。
　　磁电设备使用磁场而不是电力来存储二进制数据的数字1和0。微小的电脉冲使它们略微膨胀或收缩，将它们的磁场从正向翻转为负向，反之亦然。因为它们不需要像今天的芯片那样需要稳定的电力流，所以它们使用的能量只是一小部分。
　　今天的大多数磁致伸缩材料使用稀土元素，这些元素太稀缺，成本太高，无法用于计算设备所需的数量。但Heron伦的团队已经找到了一种方法，从廉价的铁和镓中ldquo；哄骗rdquo；出高水平的磁致伸缩性。通常情况下，铁镓合金的磁致伸缩性会随着镓的加入而增加。但是，当更多的镓开始形成一个有序的原子结构时，这些增加会趋于平稳，并最终开始下降。因此，研究小组使用了一种称为低温分子束外延的工艺，基本上将原子冻结在原地，防止它们随着更多镓的加入形成有序的结构。
　　通过这种方式，Heron和他的团队能够将材料中的镓的数量增加一倍，与未修改的铁镓合金相比，磁致伸缩性增加了10倍。
　　低温分子束外延是一种极其有用的技术它有点像用单个原子进行喷漆，Heron说。而将材料39；喷绘39；到一个在施加电压时轻微变形的表面上，也使得测试其磁致伸缩特性变得容易。该研究中制作的磁电设备有几微米大小按计算标准来说是很大的。但是研究人员正在与英特尔合作，寻找方法将它们缩小到更有用的尺寸，以便与该公司的磁电自旋轨道设备（或MESO）计划兼容，其目标之一是将磁电设备推向主流。
　　虽然使用这种材料的设备可能还要等几十年，但Heron的实验室已经通过密歇根大学技术转让办公室申请了专利保护。
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