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（左）石墨烯 - 铱基底上单个镝原子的超晶格。 （右）超晶格具有非常大的磁滞，表明高磁稳定性。来源：Baltic et al 原标题：单原子磁体的超晶格旨在实现高密度数据存储的极限 （Phys.org）-科学家们已经在石墨烯上制造了单原子磁体的超级晶格，密度为每平方英寸115大比特，表明该配置可以引领下一代存储介质。 “单原子磁体代表超高密度磁存储设备的最终极限，”这项新研究的洛桑联邦理工学院的物理学家Stefano Rusponi和合著者告诉Phys.org。 “到目前为止，研究人员主要集中在单个原子和随机分布在支撑表面上的小簇群的磁性研究。 “在我们的论文中，我们展示了实现具有稳定磁化的单原子超晶格的能力，这代表了基于单原子每位的存储介质的第一个原型。 正如研究人员所解释的，使用原子磁体阵列作为数据存储设备的关键挑战是确保磁体是稳定的并且不会彼此相互影响，因为这可能导致数据丢失。 为了应对这一挑战，由EPFL的Harald Brune教授领导的研究团队利用镝原子的良好磁性以及石墨烯-铱基底的特性。 高度稳定磁化的部分原因是由于石墨烯和铱之间的晶格失配，其产生周期性摩尔纹，导致最有利的镝吸附位点的等距排列。 当镝原子在约40K（热力学温度）下沉积在基底上时，它们的表面扩散被激活，这导致它们在表面上来回跳跃。该运动使得它们到达由摩尔纹确定的最有利的吸附位点，使得它们形成高度有序的阵列，原子之间的平均距离仅为2.5纳米。 一旦聚集，原子的磁稳定性可以受到几种方式的影响，包括表面上的电子和声子散射，以及通过磁状态的量子隧穿。 幸运的是，石墨烯有两个有益特性——其非常低的电子和声子密度，其保护镝原子免于散射。此外，镝原子具有有利的磁基态，其保护磁化的量子隧穿。这两种性质有助于超晶格的高磁稳定性。 测量显示超级晶格具有非常大的磁滞——是磁体的不可逆性的衡量，其优于最好的基于镝的单离子分子磁体。研究人员解释，高磁稳定性取决于原子和石墨烯-铱基底的全部组合性质，缺少这些性质中的一个、都会极大地降低了稳定性。 该设计的当前缺点之一是磁稳定性在较高温度下降低。在未来，研究人员计划提高超晶格的热稳定性，可能通过在绝缘基板上生长石墨烯的方式。 “镝原子的磁稳定性限于10K以下的温度，并对污染敏感，因此需要超高真空条件下做实验，”Rusponi说。 “未来，我们计划提高单原子磁体超级晶格的性能，首先，我们打算通过找到单原子物质和支撑基板的最佳组合来提高磁稳定性存在的最高温度;其次，旨在用保持磁性原子的性质的覆盖层来保护超晶格。 我们是不是又落后了，不知道中国在这方面研究的咋样了，到处举办研讨会、牛逼的教学啊等等应该很腻害吧。 |
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