科学家发现单原子磁性控制新方法

日前，物理学家组织网发布了一项研究成果，一支涵盖了英国、德国、西班牙和葡萄牙的国际研究团队在《自然·纳米技术》杂志上发表论文指出，单个原子的磁场方向，即决定磁性稳定性及其在各设备应用的关键要素，可以通过调整该原子与周边金属间的电耦合来实现改变。

玩磁铁时，我们体验到的磁极间的相互排斥或吸引，其实背后隐藏着更深层次的物理机制。在一个特定的磁体中，磁极倾向于一个明确的方向，而非随机性，这种现象被称为磁各向异性。从指南针到硬盘驱动器，磁各向异性的特性被广泛应用在多个领域。

来自葡萄牙伊比利亚纳米技术实验室的华金·费尔南德斯-罗西尔博士对此进行了深入解读。他强调，在大型的磁性材料中，磁各向异性主要由材料的形状决定。构成磁性材料的原子本身就具有磁性以及各自的磁各向异性。由于原子尺度极小，几乎不能通过形状来归因。实际上，一个原子的磁各向异性往往受到相邻原子的位置和电荷的影响。

伦敦纳米技术中心的研究团队利用扫描隧道显微镜这一强大工具，能够在表面上观察和操纵单个原子。通过一系列实验，他们发现了在原子尺度上控制磁各向异性的全新机制。研究中，团队观察到单个钴原子的磁各向异性在其位于铜表面上的位置以及覆盖有原子薄的氮化铜绝缘层后发生了显著变化。这一发现为未来的磁性材料研究开辟了新的道路，有望推动各类电子设备、数据存储和量子计算等领域的革新。这一重要成果也为我们更深入地理解磁性物质的本质提供了宝贵的线索。