美团队展示与拓朴绝缘体相关的新型磁阻效应，有望改善未来电脑运算及储存功能

从磁带、软盘到电脑硬盘，磁性材料一直人们被用来储存电子资料和宝贵的知识与回忆，近日美国研究团队发现一种涉及“拓朴绝缘体”（topological insulators）的新形态磁阻效应（MR），可能将会改善未来电脑运算和存储的功能。

近年来，磁阻效应已经在硬盘读写头中获得了成功，在这样的发展之下，虽然目前磁记录（magnetic recording）仍是数据储存应用的主流，但磁阻式随机存取存储器（MRAM）已经逐渐在运算领域找到自己的位置。

从外观来看，相较起具有旋转碟片和磁头的硬盘，MRAM 看起来更像是其他类型的存储器，以芯片的形式被焊接在电脑或手机的电路板上。

Phys.org 报导指出，随着近日一组有着拓朴绝缘体性质的材料被发现，未来 MRAM 的写入速度将有望进一步提升，但这个新的设备结构同时也需要一个新的磁阻现象，才能在 3D 系统和网络中达到读取功能。

继日前在传统金属双层材料系统中发现单向的自旋霍尔磁阻（unidirectional SMR），明尼苏达大学的研究人员与宾州大学同事合作，并首次在拓朴绝缘体“铁磁双层膜”中展示了这种磁阻效应的存在。

除此之外，研究也显示与重金属相比，在 150 K（摄氏 -123.15 度）时拓朴绝缘体的使用能让磁阻表现增加将近一倍，这项研究已经被刊载在最新一期的科学期刊《自然-通讯》(Nature Communications）中。

研究的合著作者、明尼苏达大学（UMN） C-SPIN 中心主任 Jian-Ping Wang 认为，这项发现将协助半导体产业面对低功耗运算和储存的未来趋势，发展类似大脑的运算功能、机器人所需芯片及 3D 磁芯存储器。

• Researchers demonstrate the existence of a new kind of magnetoresistance involving topological insulators

（首图来源：Nature Communications CC BY 4.0）