科学家发现单原子磁性控制新方法

日前，物理学家组织网报道了一项令人振奋的研究进展。一支跨越英国、德国、西班牙和葡萄牙的国际科研团队发现，单个原子的磁场方向，这个决定磁性稳定性及其在各类设备应用中的关键因素，可以通过调控该原子与其周边金属之间的电耦合来实现改变。这一重大成果已发表在近期的《自然·纳米技术》杂志上。

我们都有过玩磁铁的经历，体验过它们因磁极的相对方位而相互排斥或吸引。实际上，在一个特定的磁体中，这些磁极倾向于指向一个特定的方向，而非杂乱无章的随机分布，这种现象被称为磁各向异性。磁性物质的磁化方向差异在不同场合表现出不同的特性，从指南针到硬盘驱动器等多个领域都有广泛应用。

来自葡萄牙伊比利亚纳米技术实验室的华金·费尔南德斯-罗西尔博士指出：“对于大片的磁性材料而言，其磁各向异性主要由材料的形状决定。而构成磁性材料的原子本身就具有各自的磁各向异性。这些原子极其微小，其形状几乎无法起到决定性作用。单个原子的磁各向异性实际上是由其相邻原子的位置和电荷来控制的。”

伦敦纳米技术中心的研究团队借助扫描隧道显微镜这一神奇工具，能在表面上观察和操控单个原子，他们发现了在原子尺度上调控磁各向异性的全新机制。在实验中，他们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发生变化时，会呈现出戏剧性的变化，特别是在覆盖了一层原子薄的氮化铜绝缘层之后。这一发现为未来的纳米尺度磁学研究和应用打开了新的大门。