據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)日前報道，來自英國、德國、西班牙和葡萄牙的一個國際研究團隊發(fā)現(xiàn)，決定磁性穩(wěn)定性及其在各種設(shè)備用途的單個原子的磁場方向，可以通過改變這個原子與附近金屬間的電耦合進行修改。該研究結(jié)果刊登在近日的《自然?納米技術(shù)》雜志上。

      任何人只要玩兩塊磁鐵，就可以體驗它們是如何依靠磁極的相對方位來互相排斥或吸引。事實上，在一個給定的磁體里，這些極點傾向于一個特定的方向，而不是被稱為磁各向異性的隨機性。所謂磁各向異性，就是磁性物質(zhì)沿不同方向磁化的程度不同。其特性被應(yīng)用于從指南針到硬盤驅(qū)動器的多個領(lǐng)域當(dāng)中。

      葡萄牙伊比利亞納米技術(shù)實驗室的華金?費爾南德斯-羅西爾博士強調(diào)：“對于大片的磁性材料，磁各向異性主要是由一個磁鐵的形狀決定的。形成磁性材料的原子也是磁性本身，所以具有其各自的磁各向異性，但原子是如此之小，幾乎不可能歸因于其形狀，并且一個原子的磁各向異性通常是由相鄰原子的位置和電荷來控制的。”

      倫敦納米技術(shù)中心的研究小組利用能夠在表面上觀察和操縱單個原子的工具，即掃描隧道顯微鏡，發(fā)現(xiàn)了在原子尺度上控制磁各向異性的新機制。在實驗中，他們觀察到單個鈷原子的磁各向異性依靠其在銅表面上的位置，覆以原子薄的氮化銅絕緣層后戲劇性的變化。

      這些變化隨著另一種現(xiàn)象的強度而有很大改觀，即近藤效應(yīng)，就是來自磁性原子和附近金屬之間的電耦合。在德國和葡萄牙理論和計算模型的幫助下，研究人員發(fā)現(xiàn)，除了常規(guī)的結(jié)構(gòu)機制，在金屬基體和磁性原子間的電子相互作用也可以起到確定磁各向異性的主要作用。

      倫敦納米技術(shù)中心研究員賽勒斯說：“電氣控制屬性以前只能通過結(jié)構(gòu)的變化來調(diào)整，而未來將能夠為設(shè)計小型化信息處理、數(shù)據(jù)存儲和傳感儀器提供極大的可能性。與更為傳統(tǒng)的機制相反，這將促成利用驅(qū)動許多晶體管、場效應(yīng)的相同過程在電力上調(diào)諧這種磁各向異性。”