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人工自旋冰中发现磁荷晶体 |
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图片来源：sciencedaily.com |
上世纪90年代后期，自旋冰材料的独特属性首次被发现后就开始让科学家们持续着迷。近日，《自然》杂志上又发布了一项最新发现：自旋冰中纳米级磁体高度复杂的排序，与冰冻的水冰中氢、氧原子位置的排序遵循着相同的规则。即两者都具有“自由度”——即使在绝对零度下也能够防止完全冻结的相互阻挫的作用。
早在2006年，由物理学家和材料学家组成的跨学科团队设计出第一个人工自旋冰，磁性纳米岛的二维陈列通过复杂的相互作用方法被制造出来，这些磁性纳米岛被打印在基板上，并排成方格网型，每个纳米磁的南北两极在四个方向的顶点会合交互。
现在，同样的研究团队又达成一种新的退火（一种金属热处理工艺）协议，即把材料加热到高温（约550摄氏度），抑制住材料的磁极性，此时允许翻转纳米磁的两极并且自由地相互作用。而随着材料的冷却，人工材料就会充分发挥潜力来实现高度复杂的磁相互作用，研究人员也能够使用磁力显微镜，形象的描绘出磁电荷的晶体结构。
人造自旋冰的优势是，它可以在不同的拓扑结构中去设计，并且还可以看到设计后的效果，同时也能帮助物理学家去探索各种在自然晶体中无法实现的可能的行为。而该发现可能会对未来的数据存储、计算以及单极电荷材料带来影响，这将令科学家更加兴奋。（李木子编译）
《中国科学报》 (2013-09-04 第7版 制造)
