传统上，材料或器件的磁性必须通过外加磁场来改变。但在纳米结构中，可以通过注入自旋极化电流来实现扭转磁矩。用自旋转移磁矩机制，有可能在多层柱中转变磁性，并沿着纳米线的长度推动磁畴壁。后面的效应是一种新型基于磁畴壁的数据存储器件（如IBM Almaden研究中心Parkin等发明的“赛道内存”）。

 

这项技术的关键是控制磁畴壁自旋结构。当电流横穿过磁导线里的磁畴壁时，它在电流方向上移动了磁畴壁。对于足够高的电流密度，磁畴壁不但移动而且改变了构型。在由坡莫合金Ni70Fe30做成的导线中，电流将磁畴壁翻转到相反极性的典型时间是几个纳秒。IBM Zurich研究中心的科学家表示，相比于纯坡莫合金结构，他们发现在由Ni70Fe30和Fe制成的双层导线中，可用电流脉冲可逆地、可再生地在两个定义明确的磁畴壁构型之间转换。确定的电流方向总是导致特定的磁畴壁极性，从而获得确定磁畴壁自旋结构的决定性方法，即使是用微秒时长的脉冲。这个效应对现有的关于磁畴壁如何转换的理解构成挑战，但对设计电流控制的内存很有用。从数据存储角度来看，横向磁畴壁很有吸引力，因为它们在特别窄而细的导线中发生，希望能产生最高的存储密度。

 

通常，用电流控制磁畴壁时磁畴壁的转换增加了基于磁畴壁器件的复杂性。现在这个强有力的控制磁畴壁转换的方法提供了一个额外的自由度，并化害为利。

 

原文链接：http://physics.aps.org/articles/v1/17 （陈鲁倬/编译）

 

《科学新闻》 (2008年 10月 第1期 封面集锦)