反鐵磁材料在信息處理與(yu) 內(nei) 存芯片技術領域具有廣泛應用前景。據最新一期《自然》雜誌，美國麻省理工學院科研團隊僅(jin) 使用光就在反鐵磁材料中實現了磁態轉換，創造出一種新型且持久的磁態。這一技術為(wei) 研究人員提供了控製磁性的強大工具，有助於(yu) 設計更快、更小、更節能的內(nei) 存芯片。

反鐵磁體(ti) 由自旋方向交替的原子組成，每個(ge) 原子的自旋方向都與(yu) 其相鄰原子的自旋方向相反。這種上、下、上、下的順序基本抵消了自旋，使反鐵磁體(ti) 總磁化強度為(wei) 零，從(cong) 而不受任何磁力影響。

如果能用反鐵磁材料製成內(nei) 存芯片，就可將數據“寫(xie) 入”材料的微觀區域，即磁疇。在給定磁疇中，自旋方向的某種配置（例如，上—下）代表經典的比特“0”，而另一種配置（下—上）則代表“1”。在這樣的芯片上寫(xie) 入數據，能抵禦外部磁場的幹擾。

由於(yu) 磁疇的穩定性，反鐵磁體(ti) 可整合到未來的內(nei) 存芯片中，使這些芯片能耗更少、占用空間更小，同時存儲(chu) 和處理的數據更多。然而，將反鐵磁材料應用於(yu) 存儲(chu) 技術的一個(ge) 主要障礙在於(yu) ，如何以可靠方式控製反鐵磁體(ti) ，使其從(cong) 一種磁態轉換到另一種磁態。

此次，團隊使用太赫茲(zi) 激光器直接刺激反鐵磁材料中的原子。激光器的振蕩頻率被調至與(yu) 材料原子間的自然振動相匹配，從(cong) 而改變原子自旋的平衡，使其向一種新的磁態轉變。

所用材料為(wei) FePS₃——一種在臨(lin) 界溫度（約118K）時轉變為(wei) 反鐵磁相的材料。他們(men) 將合成的FePS₃樣品置於(yu) 真空室中，冷卻至118K及以下溫度。然後，他們(men) 讓一束近紅外光穿過有機晶體(ti) ，將光轉換為(wei) 太赫茲(zi) 頻率，從(cong) 而產(chan) 生太赫茲(zi) 脈衝(chong) 。之後，他們(men) 將這束太赫茲(zi) 光對準樣品。

在多次重複實驗中，團隊觀察到，太赫茲(zi) 脈衝(chong) 成功地將原本為(wei) 反鐵磁性的材料切換到了一個(ge) 新的磁態。這一轉變出乎意料地持久，甚至在激光關(guan) 閉後仍能持續數毫秒。