一个国际物理学家团队在存储器存储设备中使用反铁磁性材料方面取得了进展。
反铁磁体是由电子自旋引起的内部磁性，但几乎没有外部磁场的材料。它们之所以令人感兴趣，是因为它们具有数据存储的潜力，因为没有这种外部（或“长距离”）磁场意味着数据单元（位）可以更密集地封装在材料中。
这与标准磁性存储设备中使用的铁磁铁形成鲜明对比。这些设备中的位确实会产生长距离磁场，这可以防止它们被包装得太紧密，因为否则它们会相互作用。
为读出反铁磁位而测量的属性称为霍尔效应，霍尔效应是垂直于施加的电流方向的电压。如果反铁磁体中的自旋全部翻转，则霍尔电压会发生变化。因此，霍尔电压的一个符号对应于“1”，另一个符号对应于“0”，这是所有计算系统中使用的二进制代码的基础。
虽然科学家们很早就知道铁磁材料中的霍尔效应，但反铁磁体中的霍尔效应只是在过去十年左右才得到认可，至今仍知之甚少。
日本东京大学、美国康奈尔大学和约翰霍普金斯大学以及英国伯明翰大学的一组研究人员提出了对外尔反铁磁体（Mn3Sn），一种具有特别强自发霍尔效应的材料。
他们发表在《自然物理学》杂志上的结果对铁磁体和反铁磁体都有影响，因此对整个下一代存储设备都有影响。
研究人员对锰感兴趣3Sn是因为它不是一个完美的反铁磁体，但确实有一个弱的外部磁场。该团队想知道这种弱磁场是否是霍尔效应的原因。
在他们的实验中，该团队使用了伯明翰大学Clifford Hicks博士发明的设备，他也是该论文的合著者。该器件可用于对被测材料施加可调谐应力。通过将这种应力施加到这种Weyl反铁磁体上，研究人员观察到残余的外部磁场增加了。
如果磁场驱动霍尔效应，则对材料两端的电压会产生相应的影响。研究人员表明，事实上，电压并没有实质性的变化，证明磁场并不重要。相反，他们得出结论，材料内旋转电子的排列是霍尔效应的原因。
伯明翰大学（University of Birmingham）论文的合著者克利福德·希克斯（Clifford Hicks）说：“这些实验证明，霍尔效应是由传导电子与其自旋之间的量子相互作用引起的。这些发现对于理解和改进磁存储技术非常重要。
更多信息：Satoru Nakatsuji，室温下反铁磁体中异常霍尔效应的压磁开关，Nature Physics（2022）。DOI： 10.1038/s41567-022-01645-5.www.nature.com/articles/s41567-022-01645-5
期刊信息：自然物理学
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